| 초록 |
수소산화 및 산소환원반응을 위한 연료전지 촉매로서의 백금 또는 백금과의 합금을 위한 니켈의 중요성은 널리 알려져있다. 특히, 백금과 합금되는 니켈은 높은 산소친화도로 인해 전기화학적 특성을 제대로 파악하기가 힘들었다. 본 연구에서는 금속성이 매우 높은 니켈 나노입자의 성공적인 합성과 결과적인 연료전지 촉매반응에 대한 결과를 발표한다. 합성된 니켈의 평균 입자크기는 약 5.8 나노미터였으며 추가적인 열처리 과정을 통해 내부에 존재하는 탄소의 표면석출을 유도하였다. 결과적으로 표면에 카본 쉘이 형성되었으며, 이러한 카본의 표면석출 과정에서 니켈 코어의 금속성은 19.2% 에서 71.7% 까지 증가함을 확인하였다. 열처리 전후의 다양한 니켈 나노입자의 수소산화(발생)반응과 산소환원반응의 활성 및 특성을 분석하였다. 이러한 순수 니켈 나노입자의 전기화학적 특성은 카본의 표면석출로 인한 니켈의 고유물성의 한계를 극복함으로써 가능하였다. 결과적으로, 3d 전이금속의 전기화학적 특성 뿐만 아니라 저온 연료전지용 촉매로서의 백금-니켈 합금 나노입자의 연구에도 크게 기여할 것이다. |
