고성능 산소 발생 및 산소 환원용 Co/CoSe2/NSeC 복합촉매의 합성 및 분석

초록

아연-공기 전지는 높은 에너지 밀도와 효율로 차세대 전지로 주목받고 있지만, 양극에서 일어나는 산소 발생/환원 반응의 속도 한계로 고성능을 지닌 양극용 촉매를 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 Zn, Co-ZIF를 합성하고, 그 위에 마이셀 형태의 도파민을 코팅하였다. 그 후, 800℃에서 Ar 분위기에서 2시간 동안 열처리하여 Co/CoO/NC를 합성한 후 Se 파우더와 함께 500℃, Ar 분위기에서 4시간 동안 열처리하여 Co/CoSe2/NSeC를 합성하였다. SEM, TEM, XRD, XPS와 같은 물성 분석을 통해 중공 구조를 가지고 표면에 기공이 매우 발달한 형태로 합성되었고, Co와 CoSe2가 이종접합계면을 이루고 있는 것을 확인하였다. 또한, LSV, CV, CA, EIS 등의 전기화학 분석을 진행하여 합성된 촉매가 우수한 활성을 가지고, 장시간에서도 안정적으로 구동되는 것을 확인하였다. 최종적으로 아연-공기전지를 구동시켰을 때 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.