초록 ▼

□ 연구개발 목표
본 과제에서는 1단계 기초연구실 과제를 통해 확보한 페로브스카이트 산화물과 저차원 전이금속 칼코겐 화합물 하이브리드 소재의 수전해 성능 및 안정성 향상 메커니즘을 기반으로 보다 확대된 소재 군의 원천기술을 확보하고 다양한 구동 조건 및 구동 환경에서의 안정성 극대화 및 대면적 수전해 스택 적용에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하고자 함

□ 연구개발 내용
본 연구의 목표를 달성하기 위하여 이론적 계산을 기반으로 하이브리드 촉매의 다양한 가혹환경과 구동 안정성 간의 메커니즘을 규명하고, 이를 바탕

□ 연구개발 목표
본 과제에서는 1단계 기초연구실 과제를 통해 확보한 페로브스카이트 산화물과 저차원 전이금속 칼코겐 화합물 하이브리드 소재의 수전해 성능 및 안정성 향상 메커니즘을 기반으로 보다 확대된 소재 군의 원천기술을 확보하고 다양한 구동 조건 및 구동 환경에서의 안정성 극대화 및 대면적 수전해 스택 적용에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하고자 함

□ 연구개발 내용
본 연구의 목표를 달성하기 위하여 이론적 계산을 기반으로 하이브리드 촉매의 다양한 가혹환경과 구동 안정성 간의 메커니즘을 규명하고, 이를 바탕으로 고안정성 확보를 위한 최적 금속조합 탐색 및 구조를 설계하고자 함. 궁극적으로 상용화를 위한 핵심기술인 대면적 수전해 셀 및 스택 응용 연구를 진행하고자 함. 세부연구내용은 다음과 같음
1. 고전류 밀도, 저전압에서 구동 가능한 수전해 촉매/전극 기술
■ 전이금속 기반 하이브리드 구조에서 고전류 밀도 출력이 가능한 최적 활성 금속조합 탐색
■ 활성 금속 전자밀도 제어 기술 개발
■ 이종구조 기반 전자전도도 극대화를 위한 전극 표면제어 기술 개발
■ 수전해 반응 kinetics 향상을 위한 수전해 발생 촉매 조성 및 구조제어 연구
2. 다양한 가혹한 환경에서의 장기 안정성 극대화 기술
■ 다양한 촉매의 활성 금속과 전도성 전극 사이의 결합에너지 분석
■ 다양한 가혹환경과 구동안정성과의 메커니즘 규명
■ 용출 현상 기반 복합체 소재 제조 및 활성 금속 산화 억제 기술 개발
■ 발생 가스 탈착 최적화를 위한 촉매 구조적/전기적 구조제어 기술 개발
3. 대면적 수전해 셀 및 스택 적용
■ 균일한 코팅이 가능한 대면적 전극 합성 기술 개발
■ 내부저항 최소화 및 전해질-전극 계면 저항 최소화를 위한 계면 제어 기술 개발
■ Hybrid 촉매 전극의 표면 코팅법 개발을 통한 집전체 내부저항 최적화
■ 개발된 요소기술이 접목된 수전해 촉매/전극/분리막이 적용된 수전해 스택 제작

이를 통해 세계 최고 수준의 촉매 성능과 안정성을 달성하고자 하며, 3년간 논문 40여편(공동연구 9편)을 발표할 것으로 예상되며, 특허출원 16건, 인력양성 13명을 목표로 함

□ 활용계획 및 기대효과
본 연구를 통해 확보될 고성능·고안정성 비귀금속 기반 하이브리드 촉매 제조 원천기술은 수소연료전지, 암모니아 분해, CO₂ 변환 등 다양한 산업군에 응용 가능
■ 다양한 가혹 환경에서의 수전해 성능 및 안정성 확보를 통해 수소 생산 비용을 획기적으로 절감하여 시장 경제성 및 경쟁력 확보가 가능할 것으로 기대됨
■ 대면적 전극 제작 및 스택 적용 기술은 대규모 수소생산을 위한 핵심 요소기술로써 관련 기술 확보는 수소 사회 진입을 앞당길 수 있는 가교제 역할을 할 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 국문 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 국문 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• Ⅰ. 연구개발 과제의 개요 ... 5
• 1. 과제개요 ... 5
• 2. 연구목표 ... 9
• Ⅱ. 연구개발 내용 및 성과 ... 12
• 1. 연구개발과제의 수행 과정 및 내용 ... 12
• 2. 연구개발과제의 목표 달성 정도 및 수행 결과 ... 44
• 3. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 53
• 4. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 53
• Ⅲ. 기 타 ... 55
• 1. 인력 현황 ... 55
• 2. 시설장비 구축 현황 ... 55
• Ⅳ. 참고문헌 ... 56
• 끝페이지 ... 67