| 초록 |
기존의 PEMWE (Proton Exchange Membrane Water Electrolysis) 촉매에는 산성 전해질과 고전위 조건에서도 견딜 수 있도록 Ir과 같은 귀금속을 주로 사용하었다. 그러나 귀금속을 사용하기 때문에 가격이 비싸다는 문제가 있었다. 따라서 귀금속의 양을 줄이면서도 산성전해질에서 부식되지 않는 촉매의 개발이 중요하다. 본 연구에서는 PEMWE용 비 이리듐, 저 귀금속 촉매로써 RuCoOx/rGO 복합체를 초음파분무열분해 (Ultrasonic Spray Pyrolysis)방법과 후 열처리를 통해 합성하였다. 합성한 복합체는 Ru과 Co의 결합을 강하게 하여 촉매를 안정하게 하기 위해 공기 분위기에서 열처리 해준다. 특성 분석과 전기화학적 평가는 XRD, XPS, TEM, LSV로 시행하였다. 분석 결과, 300 ℃에서 열처리한 촉매가 가장 우수한 수전해 활성을 보였다. 개발한 촉매는 산성 전해질에서 305 mV (@10mA/cm2) 의 과전압을 보였으며, Ir black의 과전압 (309 mV (@10mA/cm2)) 과 비교할 만 하다. 또한, 3000 cycle의 가속 내구성 테스트 후에 Ir black은 성능이 크게 떨어진 반면(초기 성능의 10% 이하), 개발 촉매는 초기 성능의 약 70% 를 유지하며 좋은 안정성을 보였다. |
