NiFeP 및 NiFe2O4 헤테로 구조의 고성능 산소발생반응촉매의 합성 및 평가

초록

화석 연료의 고갈과 지구 온난화로 인해 깨끗하고 지속가능한 에너지의 개발이 필수적인 상황에서 수소 에너지는 환경 친화적이고 높은 에너지 밀도로 인해서 각광받고 있다. 고순도의 수소를 생산하기 위해서 전기화학적 수전해 기술을 이용할 수 있는데, 산소발생반응 단계가 속도가 느리고 복잡하다. 따라서 고성능의 산소발생반응용 촉매의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 MIL-88A을 자가 희생 템플릿으로 이용해 이중 쉘 구조의 NiFe-LDH를 형성하였다. 그 후 2시간 동안 350℃, Ar 분위기에서 열처리하여 NiFe alloy와 NiFe2O4의 헤테로 구조를 합성한 후, NaH2PO2와 함께 275℃, Ar 분위기에서 1시간 동안 열처리하여 최종적으로 이중 쉘 구조의 NiFeP와 NiFe2O4의 헤테로 구조를 합성하였다. 제조된 촉매는 SEM, XRD, TEM, XPS 분석을 통하여 NiFeP/NiFe2O4가 성공적으로 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한, LSV, CV, EIS 등의 전기화학적 분석을 진행하여 우수한 활성을 확인하였고, 100시간 동안 안정적으로 작동하는 것을 확인하였다.