본문 바로가기
HOME> 보고서 > 보고서 검색상세

보고서 상세정보

알칼라인 수전해용 Bi-functional 수소 및 산소 발생 전극 개발
Development of bi-functional hydrogen and oxygen evolution electrode for alkaline water electrolysis

  • 과제명

    알칼라인 수전해용 Bi-functional 수소 및 산소 발생 전극 개발

  • 주관연구기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 연구책임자

    조은애

  • 참여연구자

    권용근   임정훈   김홍준   김민중   송동훈  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-01

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 등록번호

    TRKO201600002337

  • 과제고유번호

    1711032201

  • 키워드

    알칼라인 수전해,전기화학촉매,산소발생반응,수소발생반응,몰리브데늄 카바이드,코발트,표면 산성도Alkaline electrolysis,Electrocatalyst,Oxygen evolution reaction,Hydrogen evolution reaction,Molybdenum carbide,Cobalt,Surface acidity

  • DB 구축일자

    2016-06-04

  • 초록 


    Ⅳ. Results
    We designed a hybrid type catalyst with Mo2C and Co for enhancing efficiency of water electrolysis cell....

    Ⅳ. Results
    We designed a hybrid type catalyst with Mo2C and Co for enhancing efficiency of water electrolysis cell. Mo2C has very similar electronic structure with Pt group metal. So, it can be promising candidate as an efficient electrocatalyst for water electrolysis system. And, it is generally accepted that Co is an active OER catalyst in alkaline media.
    Mo2C-Co hybrids were synthesized after heat-treatment at high temperature (> 800 ℃) using g-C3N4 as a carburization source.Synthesized Mo2C-Co hybrids were composed of Mo2C and Co nanoparticles, and has high BET surface are with 143.02 m2 g-1.Mo2C-Co hybrids exhibit enhanced OER & HER activity compared with pure Mo2C and Co catalysts in alkaline media (0.1 M KOH).This result is ascribed to increase in reaction kinetics by decrease in charge transfer resistance on the catalyst surface. And, this catalyst is more durable than precious metal based RuO2 catalyst at high voltage region.
    From XPS results, we concluded that there is a local electron polarization on the surface of Mo2C-Co hybrids by formation of Co-Mo bimetallic surface. This phenomenon can lead to increase in surface acidity of the Mo2C-Co hybrids compared with Mo2C and Co, which is verified using NH3 TPD analysis. Increase in surface acidity leads to increase in hydroxide ion (OH-) adsorption on the catalyst surface, which can promote the reaction kinetics in alkaline media. Therefore, Mo2C-Co hybrids are efficient bi-functional catalyst for OER & HER in alkaline media.


    수전해는 신재생 에너지로부터 공급된 전력으로 수소를 생산하고 저정했다가 다시 이용하는 대용량 전력 저장 기술임. 수전해의 가장 큰 문제점은 수소 생산 효율이 낮아 수소 생산 단가가 높다는 것이며, 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 ...

    수전해는 신재생 에너지로부터 공급된 전력으로 수소를 생산하고 저정했다가 다시 이용하는 대용량 전력 저장 기술임. 수전해의 가장 큰 문제점은 수소 생산 효율이 낮아 수소 생산 단가가 높다는 것이며, 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 OER 및 HER에 대해 모두 낮은 과전암을 가지는 bi-fuctional 촉매를 개발하고자 함. 이를 위해 g-C3N4를 탄화 소스로 하여 Mo2C 와 Co 나노 입자가 복합된 하이브리드 형태의 촉매를 합성하였음. 합성된 촉매는 매우 높은 비표면적을 가지고 있으며,0.1MKOH용액에서 전기화학 활성을 측정한 결과, 순수한 Mo2C와 Co 촉매에 비해 향상된 OER 및 HER 활성을 가짐. 이는 촉매 표면에서의 OER 및 HER에 대한 전하 전달 저항이 낮아짐에 따라 kinetic 특성이 향상된 결과임이 임피던스 분석을 통해 밝혀짐.XPS와 NH3 TPD 분석 결과, Mo2C와 Co 나노입자가 복합된 촉매는 Co-Mo bimetallic surface의 형성으로 인해 부분적인 전자의 치우침이 발생하게 되고, 이러한 현상이 촉매 표면의 산성도를 높이는 결과로 이어짐. 촉매의 산성도 증가는 알칼라인 용액에서 OH- 이온의 흡착을 용이하게 하여 수전해 반응의 과전압을 낮추는 주요한 요인으로 작용함. 이러한 결과들을 바탕으로 본 과제에서 개발 된 Mo2C-Co 하이브리드 촉매는 OER 과 HER에 대해 모두 과전압이 낮은 고활성 bi-fuctional 촉매로 적용될 수 있음.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 7
    6. CONTENTS ... 9
    7. 목차 ... 10
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 11
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 13
    10. 1...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 7
    6. CONTENTS ... 9
    7. 목차 ... 10
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 11
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 13
    10. 1절 국내 기술개발 현황 ... 13
    11. 2절 국외 기술개발 현황 ... 13
    12. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
    13. 1절 실험 방법 ... 15
    14. 1. 촉매 합성 ... 15
    15. 2. 형상 및 특성 분석 ... 15
    16. 3. 전기 화학적 활성 측정 ... 16
    17. 2절 실험 결과 및 고찰 ... 18
    18. 1. XRD 패턴 분석 결과 ... 18
    19. 2. 촉매 형상 및 조성 분석 결과 ... 18
    20. 3. 전기화학적 활성 측정 결과 ... 23
    21. 4. 전기화학적 활성 향상 메커니즘 분석 ... 29
    22. 5. 결과 요약 ... 30
    23. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
    24. 1절 과제 목표 및 목표달성도 ... 33
    25. 2절 관련분야에의 기여도 ... 33
    26. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 34
    27. 1절 추가 연구 필요성 ... 34
    28. 2절 타 연구로의 응용 ... 34
    29. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 36
    30. 제7장 참고문헌 ... 37
    31. 끝페이지 ... 38
  • 참고문헌

    1. 전체(0)
    2. 논문(0)
    3. 특허(0)
    4. 보고서(0)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역