음이온 교환막 방식의 수소 생산 과정에서 발생하는 효율 저하를 예방할 수 있는 원리를 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 밝혀냈습니다. 24일 UNIST에 따르면 이승걸 신소재공학과 교수팀은 저가의 비백금계 금속 촉매를 이용한 새로운 음이온 교환막 수전해 기술을 제시했습니다. 일반적인 수소 생산 장치에서는 시간이 지남에 따라 전극층(음극층)으로 들어가는 이온물질 전달 고분자 소재인 ‘이오노머'(ionomer)의 성질이 변하여 약해지기 쉬우며, 이는 수소 생산 효율 저하와 장치 수명 단축을 초래합니다. 음이온 교환막 방식의 수소 생산 과정에서 발생하는 효율 저하를 예방할 수 있는 원리를 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 밝혀냈습니다. 24일 UNIST에 따르면 이승걸 신소재공학과 교수팀은 저가의 비백금계 금속 촉매를 이용한 새로운 음이온 교환막 수전해 기술을 제시했습니다. 일반적인 수소 생산 장치에서는 시간이 지남에 따라 전극층(음극층)으로 들어가는 이온물질 전달 고분자 소재인 ‘이오노머'(ionomer)의 성질이 변하여 약해지기 쉬우며, 이는 수소 생산 효율 저하와 장치 수명 단축을 초래합니다.
연구팀은 칼륨이 촉매 표현에 부착되도록 해 이오노머와 촉매의 직접적인 접촉을 줄였습니다. 칼륨의 흡착 에너지가 유기화합물보다 3배 이상 크다는 점을 활용해 양이온 물질이 촉매 표면에 경쟁적으로 흡착되도록 한 것입니다. 연구팀은 이를 통해 이오노머의 산화를 막고 수소 생산 성능을 유지할 수 있음을 물질의 전자구조를 계산하는 밀도범함수이론(DFT)을 통해 입증했습니다. 기존에도 염기성이 강한 수산화칼륨과 수산화나트륨 수용액을 이용해 성능을 개선하려는 시도가 있었지만 그 구체적인 원리가 밝혀지지 않고 있다. 제1저자인 임지훈 연구원은 “이번에 규명된 경쟁적 흡착 전략이 촉매와의 접촉면에서 발생하는 이오노머 소재의 전기화학적 산화를 줄이는 데 효과적이다”며 “저가 촉매의 상용화 가능성을 높일 것”이라고 말했습니다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스'(ACS Energy Letters)에 지난 6월 2일 온라인으로 게재됐다. 기사출처: https://www.yna.co.kr/view/AKR20240724079500057?input=1195m 논문출처: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c00832 세계 최대 학술기관인 미국화학회(American Chemical Society)에서 출판하는 모든 콘텐츠는 신원데이터넷을 통해 보실 수 있습니다. 구독을 원하시는 경우 신원 데이터넷 (02-326-3535 | [email protected] )으로 문의해 주시기 바랍니다. 아래 링크를 클릭하여 신원 데이터넷의 다양한 콘텐츠 정보를 확인하세요! http://www.shinwon.co.kr 연구팀은 칼륨이 촉매 표현에 달라붙도록 하여 이오노머와 촉매의 직접적인 접촉을 줄였습니다. 칼륨의 흡착 에너지가 유기화합물보다 3배 이상 크다는 점을 활용해 양이온 물질이 촉매 표면에 경쟁적으로 흡착되도록 한 것입니다. 연구팀은 이를 통해 이오노머의 산화를 막고 수소 생산 성능을 유지할 수 있음을 물질의 전자구조를 계산하는 밀도범함수이론(DFT)을 통해 입증했습니다. 기존에도 염기성이 강한 수산화칼륨과 수산화나트륨 수용액을 이용해 성능을 개선하려는 시도가 있었지만 그 구체적인 원리가 밝혀지지 않고 있다. 제1저자인 임지훈 연구원은 “이번에 규명된 경쟁적 흡착 전략이 촉매와의 접촉면에서 발생하는 이오노머 소재의 전기화학적 산화를 줄이는 데 효과적이다”며 “저가 촉매의 상용화 가능성을 높일 것”이라고 말했습니다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스'(ACS Energy Letters)에 지난 6월 2일 온라인으로 게재됐다. 기사출처: https://www.yna.co.kr/view/AKR20240724079500057?input=1195m 논문출처: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c00832 세계 최대 학술기관인 미국화학회(American Chemical Society)에서 출판하는 모든 콘텐츠는 신원데이터넷을 통해 보실 수 있습니다. 구독을 원하시는 경우 신원 데이터넷 (02-326-3535 | [email protected] )으로 문의해 주시기 바랍니다. 아래 링크를 클릭하여 신원 데이터넷의 다양한 콘텐츠 정보를 확인하세요! http://www.shinwon.co.kr
신원데이터넷 인문사회, 경영경제, 과학기술 등 전 세계 학술정보를 e-Journal, e-Book, DB에 공급 www.shinwon.co.kr 신원데이터넷 인문사회, 경영경제, 과학기술 등 전 세계 학술정보를 e-Journal, e-Book, DB에 공급 www.shinwon.co.kr
인기글
