고성능 산소 환원 및 산소 발생용 Co/CoS?2/NSCNT 복합촉매의 합성 및 분석

초록

최근 환경 오염과 에너지 수요가 급증함에 따라 친환경적인 에너지 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 차세대 전지 중 하나인 아연-공기 전지는 높은 에너지 밀도와 안정성을 가졌지만, 양극의 반응 속도가 느리다는 한계 때문에 고성능의 양극용 촉매를 개발하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 지지체로서 폴리스타이렌을 합성하였고, 그 위에 ZIF-67을 코팅하였다. 그 후 DCD와 함께 750℃, Ar 분위기에서 1시간 30분 동안 열처리하여 CNT를 성장시켰고, 마지막으로 황과 함께 550℃, Ar 분위기에서 2시간 동안 열처리하였다. SEM, TEM, XRD 등과 같은 분석으로 속이 빈 구 위에 CNT가 성장하였으며, CNT가 Co/CoS?2를 캡슐화하고 있는 것을 확인하였다. 또한, LSV, CV, CA 등과 같은 전기화학 분석을 진행하여 해당 촉매의 활성이 우수하고, 100시간에도 안정적으로 구동되는 것을 확인하였다. 최종적으로 아연-공기 전지를 구동시켰을 때, OCV, 전력 밀도, 사이클 특성 등에서 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.