Synthesis of highly-active carbon nanofiber based electrocatalysts for oxygen reduction reaction in alkaline media

Title
Synthesis of highly-active carbon nanofiber based electrocatalysts for oxygen reduction reaction in alkaline media
Authors
김민중남도환조은애박희영엄광섭권초롱유성종권혁상
Issue Date
2014-04
Publisher
한국전기화학회 2014년 춘계 총회 및 학술발표회
Citation
, 344-344
Abstract
스택 가격 저감을 통한 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)의 상용화를 이루어내기 위한 방안으로, 값비싼 백금계 산소 환원 촉매를 대체할 수 있는 고활성의 비귀금속계 산소 환원 촉매를 개발하기 위한 연구들이 최근 주목받고 있다. 여러 가지 비귀금속계 산소 환원 촉매들 중에서도, 전이금속-카본-질소 (Me-N-C) 구조를 가지고 있는 탄소계 촉매는 산소 환원 반응에 대한 높은 활성, 안정성, 선택도 등을 가지는 것으로 보고되고 있다. [1,2]. 이들 촉매는 주로 천이금속, 질소, 탄소 각각의 전구체와 다공성 지지체를 혼합한 이 후에 600 oC 이상의 고온에서의 열분해를 거쳐 합성된다. 다양한 전구체와 다공성 지지체를 포함하는 기존의 합성 방법은 균일한 혼합물을 얻기 어렵고 복잡한 여러 과정을 거쳐 제조된다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 합성 방법이 아닌 전기 방사 (electrospinning) 를 통해 간단히 나노 섬유 구조를 갖는 비귀금속계 산소 환원 촉매를 제조하였다. 전구체로 사용된 polyacrylronitrile (PAN) 은 질소를 포함 하고 있기 때문에 탄소와 질소의 전구체로 동시에 이용될 수 있으며, 전기 방사를 통해 얻어지는 나노 섬유 구조는 높은 비표면적을 가지기 때문에 다공성 지지체 없이도 높은 활성 면적을 기대할 수 있다. 전기 방사와 600 oC 이상 고온에서의 열분해를 통해 제조 된 천이 금속-탄소나노섬유 촉매는 알칼리 환경에서 상용 백금 촉매에 비견될 수 있는 활성을 나타내었다.
URI
http://pubs.kist.re.kr/handle/201004/47572
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KIST Publication > Conference Paper
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