산소환원반응을 위한 비이온성 계면 활성제와 수열합성법으로 만든 다공성 망간 산화물

초록

현재 연료 전지 및 물 분해를 위한 산소 환원 반응(ORR)과 산소 발생 반응(OER)용 전극 촉매 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중 백금은 산소환원반응에서 가장 높은 활성을 가지는 촉매이다. 그러나 백금은 값이 비싼 귀금속이며, 제한된 매장량이라는 단점을 가지고 있다. 따라서 백금을 대체할 비 귀금속 촉매의 개발에 대해 관심이 집중되어 있다. 특히, 망간 산화물은 산소환원 반응에서 전극 촉매 활성을 향상시키는 물질로 주목 받고 있다. 본 연구에서는 F127과 같은 비이온성 계면 활성제를 이용하여 수열 합성을 통해 다공성 산화 망간물을 합성하였다. 합성된 산화망간물의 물성분석을 위해 X선 회절분석(XRD), X선 광전자분광기(XPS), 주사 전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM)을 이용했다. 또한, Brunauer-Emmer-Teller(BET)을 이용하여 다공성 망간 산화물의 표면적을 측정했다. 그리고 회전 원판 전극(RDE)을 이용하여 산소환원반응의 전극 촉매 활성을 조사하였다. 비이온성 계면활성제를 사용하여 합성된 산화망간물은 기존 산화망간물보다 높은 표면적을 가지고 있었으며, 이는 산소환원 반응의 촉매 활성을 향상시켰다.