Syntehsis of electrospun nanofibrous transition metal-carbon based oxygen reduction reaction catalysts and its electrochemical properties

Title
Syntehsis of electrospun nanofibrous transition metal-carbon based oxygen reduction reaction catalysts and its electrochemical properties
Authors
김민중박희영조은애엄광섭권초롱유성종남도환권혁상
Issue Date
2012-11
Publisher
한국전기화학회
Citation
, 334-334
Abstract
고분자 전해질 연료전지 (PEFC)의 상용화를 위해 백금계 촉매의 높은 가격은 해결해야 할 중요한 문제점으로 여겨지고 있다. 이에 따라 값이 싸면서도 백금계 촉매의 활성에 버금가는 비백금계 촉매를 개발하여 가격 경쟁력을 높이기 위한 연구들이 많이 진행되고 있으며, 대부분이 수소 산화 반응에 비해 현저히 느린 반응 속도를 가지는 산소 환원 반응 촉매를 중심으로 진행되고 있다. 현재까지 다양한 형태의 촉매들이 개발되었으나 아직 활성 및 안정성 측면에서 해결해야 할 과제가 많이 남아 있다. 지금까지 연구 된 여러 가지 비백금계 촉매들 중에서 전도성 고분자를 전구물질로 하는 전이금속-카본-질소 착물은 화학적 합성으로 형성한 전도성 고분자-전이금속-탄소 지지체 혼합물을 열분해하여 제조하며, 산성 용액과 알칼리 용액에서 모두 높은 활성, 안정성, 산소 환원 반응에 대한 선택도 등을 가지는 것으로 보고되고 있다 [1,2]. 최근 이러한 형태의 촉매를 기존의 화학적 합성 방법이 아닌 전기 방사 (electrospinning) 를 통해 제조하는 연구가 소개되었다 [4]. 전기 방사 방법을 통해 형성되는 나노 섬유 구조는 다공성 구조를 가지고 있기 때문에 기존의 화학적인 합성 시 사용하는 다공성 탄소 지지체 없이 높은 활성 면적을 가져 용적 활성도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 polyacrylronitrile (PAN)을 전구 물질로 하여 전기 방사와 열분해를 통해 천이금속-탄소계 촉매를 합성하고, 알칼리 용액에서의 전기화학 실험을 통해 산소 환원 반응 활성과 안정성을 평가하였다. 또한 SEM 과 TEM 분석을 통해 형성된 촉매의 구조를 관찰하였다.
URI
http://pubs.kist.re.kr/handle/201004/44252
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KIST Publication > Conference Paper
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