고성능 산소 발생 및 요소 산화용 Co,N-Ni2P/NF 이기능성 전극촉매의 합성 및 분석

초록

최근 화석연료 고갈과 환경오염 문제가 증가하면서 친환경적인 에너지원으로 수소가 주목받고 있다. 수소생산방식인 수전해 시스템은 양극에서의 산소발생반응이 높은 열역학적 전압으로 인해 과전압을 크게 요구한다. 셀전압을 낮추기 위해 이론전압이 더 낮은 요소산화반응으로 대체하려 하지만 다전자반응으로 인해 큰 과전압을 요구하여 전극촉매 발전이 필수적이다. 본 연구에서는 수열합성법을 통해 니켈과 코발트 기반의 PBA를 니켈 폼 위에 합성하고 인과 함께 430℃, NH3/Ar 10% 분위기에서 2시간 고온 열처리함으로써 코발트와 질소가 이중으로 도핑된 니켈 기반의 인화물 (Co,N-Ni2P/NF)을 합성하였다. XRD, XPS를 통해 촉매의 결정구조 및 전자구조를 통해 열처리 및 도핑 결과를 분석하였다. SEM, TEM을 통해서 촉매 형상 및 격자 구조를 분석하였고 EDS를 통해서 성분 분포를 확인하였다. LSV, CV, CA 분석을 진행함으로써 산소 발생 및 요소 산화용에 우수한 전기화학적 촉매 성능을 확인할 수 있었다.