산소발생반응용 코발트 기반 복합체의 합성 및 전기화학적 촉매로써의 활성 평가

초록

화석연료의 사용으로 인한 고갈, 환경문제 해결을 위하여 친환경 에너지원에 대한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 수소는 친환경적이고 무게당 에너지 밀도가 높아 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 여러 수소 생산 방법 중 수전해는 높은 순도의 수소를 친환경적으로 생산할 수 있다는 장점을 가진다. 산소발생반응은 4개의 전자가 참여하여 복잡한 메커니즘을 가지는 반응으로, 수전해 반응 중 수소 생산 속도를 결정하는 속도결정단계의 반응이다. 산소발생반응에 사용되는 대표적인 귀금속 촉매인 산화이리듐, 산화루테늄은 매장량이 적고 가격이 높아 대규모 상용화에 제약이 된다. 이에 매장량이 풍부하고 저렴한 전이금속 기반의 산소발생반응용 촉매 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 환류 및 수열합성법을 거쳐 수소 분위기에서의 열처리를 통해 산소발생반응용 코발트 기반의 Co/CoTe 복합체 촉매를 합성하였다. X선 회절 분석 및 주사 전자 현미경 분석을 이용하여 정육면체 구조의 Co/CoTe가 합성되었음을 확인하였다. 또한 투과 전자 현미경을 통하여 Co/CoTe heterostructure를 확인하였다. LSV, ECSA, EIS를 이용한 전기화학적 특성 분석을 통해서 Co/CoTe 복합체의 heterostructure로 인하여 단일상의 Co, CoTe 대비 높은 OER 활성을 나타내었으며 장시간의 내구성 테스트에서도 높은 안정성을 나타내었다.