119th General Meeting of the KCS

Type Poster Presentation
Area 전기화학
Room No. 포스터발표장
Time 4월 21일 (금요일) 13:00~14:30
Code ELEC.P-505
Subject Effect of Roughness of Flat Nanoporous Pt Layers on Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction
Authors 임태정, 김종원*
충북대학교 화학과, Korea
Abstract 태양열, 풍력, 지력 등의 천연에너지에서 전기 에너지를 공급받아 물을 분해하여, 전기를 화학적 에너지로 저장하는 물 분해 전지는 최근 큰 각광을 받고 있다. 하지만 전지의 핵심 반응인 산소 발생 반응(OER)은 높은 과전압을 가지며, 이는 실용화에 가장 큰 걸림돌로써 작용한다. 따라서 OER 의 과전압을 낮추는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 백금은 귀금속(noble metal)에 속한 금속이며, 귀금속은 일반적으로 OER 에 대해 높은 활성을 보인다. 특히 백금은 높은 전압을 필요로 하는 OER 동안 거의 녹아 나오지 않아, 높은 내구성을 가진다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 석출을 통해 평평한 표면의 나노 다공성 백금 층을 형성하여 표면에서의 OER 활성을 관찰하였다. 관찰한 나노 다공성 구조들은 형성 전하량을 증가시킬수록, 표면에 큰 구조적 변화 없이 층의 높이와 표면적이 증가하였다. 또한 구조의 표면적 증가와 OER 활성 증가가 비례하는 것을 관찰하였다. 특히 가장 높게 층을 형성하였을 때, 10 mA cm-2 에서 1.566 V (vs. RHE)의 낮은 OER 과전압을 보여주었다. 또한 tafel slope 가 bulk Pt 대비 20 mV/dec. 증가하여, 나노 다공이 OER 에 필요한 전자전달을 빠르게 하여 과전압을 낮추는 것을 관찰하였다. 구조의 나노 다공이 OER 활성에 주는 영향을 관찰하기 위해 나노 다공을 50% 가량 유착시킨 구조들과, 유사한 표면적을 가지는 다른 백금 구조들에서 OER 활성을 관찰하였다. 두 실험의 결과로써, 구조의 높은 OER 활성은 나노 다공에서 기인함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 OER 에 대해 높은 활성을 가지는 기판을 손쉽게 형성하는 방법을 제시하였고 나노 다공은 표면적을 증가시킬 뿐만 아니라, OER 활성을 증가시킬 수 있다는 것을 실험적으로 관찰하였다.
E-mail tjlim4@gmail.com