초록 ▼

□ 연구개요
○ 전이금속 단일원자 촉매의 전형적인 합성법에서 벗어난 새로운 합성법의 시행을 통해 기존 한계점들을 극복한 높은 수준의 전기화학 촉매 개발
○ 전기화학반응 시 전이금속의 산화 정도와 구조의 변화를 실시간으로 관측하여 우수한 활성을 가지는 촉매에 대한 전기화학반응 메커니즘을 규명
○ 촉매를 각 전기화학반응에 해당하는 단일전지 형태에 적용함으로써 합성된 촉매의 상용화 가능성 확인

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 질소 이외의 이종원소가 도핑된 탄소지지체를 이용하여 합성한 전이금속 단일, 이원자

□ 연구개요
○ 전이금속 단일원자 촉매의 전형적인 합성법에서 벗어난 새로운 합성법의 시행을 통해 기존 한계점들을 극복한 높은 수준의 전기화학 촉매 개발
○ 전기화학반응 시 전이금속의 산화 정도와 구조의 변화를 실시간으로 관측하여 우수한 활성을 가지는 촉매에 대한 전기화학반응 메커니즘을 규명
○ 촉매를 각 전기화학반응에 해당하는 단일전지 형태에 적용함으로써 합성된 촉매의 상용화 가능성 확인

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 질소 이외의 이종원소가 도핑된 탄소지지체를 이용하여 합성한 전이금속 단일, 이원자 촉매의 특성 분석 및 변형한 요소에 의한 효과 분석
● 촉매의 합성 최적화, XRD 분석, 전기화학적 특성 분석 및 적합한 전기화학적 반응 발견, 성능 확인
○ 초급속 연소법과 전기방사법을 이용한 전이금속 단일 원자를 포함한 3D 구조의 탄소지지체 촉매의 특징 분석, 변형한 요소에 의한 효과 분석 및 전기화학적 성능 분석
● 합성된 촉매의 형태 분석, 표면 전자 구조 분석, 전기화학적 특성 분석으로 최적의 비율 합성 및 성공적인 전기화학적 성능 확인
○ 1,2,3년 차의 최종 목표 : 향상된 요소를 모두 접목한 촉매 개발과 고성능 촉매의 단일전지 적용 및 메커니즘 이해
● 1,2차 년도에 확인한 각 요소의 최적 상태를 종합하여 최적의 전기화학 촉매가 될 수 있는 요소를 최대한 조합하여 해당 특성들을 포함한 형태의 촉매 합성 및 분석
● 1,2,3차 년도에 합성한 촉매 중 우수성을 보이는 전기화학반응을 선택하여 각 단일전지로 적용하여 고성능 확보
● 전기화학반응 구동 조건 하의 촉매의 결합 구조를 확인할 수 있는 실시간 (in situ) 엑스선 흡수분광법을 이용하여 각 촉매의 전기화학반응 시 구조 및 산화 정도의 변화를 파악하여 해당 촉매의 전기화학반응 메커니즘을 파악

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 청정에너지의 활용에 있어 여러 전기화학반응의 핵심이 되는 전기화학 촉매의 개발에 기여
○ 현재 귀금속을 기반으로 하는 상용 촉매와 달리 전이금속을 이용하여 비용을 감소시키면서 고성능을 유지할 수 있는 경제적 이점
○ 독창적인 합성기술을 통해 생산한 촉매를 최첨단 기술로 분석을 진행하여 전기화학반응의 메커니즘을 파악하고, 이를 실제 단일전지에 적용하여 상용화의 가능성까지 확인하였으며, 이러한 성공적인 수행 결과는 촉매 분야 전반에 활용 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목적 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구 목표 ... 5
• 2) 연구 내용 및 결과 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 1) 연구결과의 의미 및 중요성 ... 16
• 2) 향후 연구개발성과 활용에 따른 기술적, 사회경제적 파급효과 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 1) 성과 관리 추진체계 ... 16
• 2) 연구개발성과의 활용분야, 활용방안, 추가연구의 필요성, 타 연구에의 응용, 기업화 추진방안, 기술이전 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 17
• 끝페이지 ... 29