- HOME
- 홈페이지 이용안내
동향 기본정보
수소와 산소로 물 분해하는 내구성 촉매 개발
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-07-27 00:00:00.000 |
| 내용 | 연구팀이 개발한 촉매로 수소와 산소로 나누어 깨끗한 에너지를 생산할 수 있다. 라이스 대학에서 생산되고 휴스턴 대학에서 시험된 전해질 필름은 니켈, 그래핀 및 철, 망간과 인 화합물의 3 층 구조이다. 거품형 니켈은 필름에 넓은 표면을 제공하고, 전도성 그래핀은 니켈 분해를 보호하고 금속 인화물은 반응을 수행한다. 연구팀은 산소나 수소 중 하나를 생산하는 촉매를 만드는 장벽을 극복하기 위해 이 필름을 개발했지만 두 가지를 동시에 할 수는 없다. 촉매 작용을 하는 동안 보통의 금속이 산화되기도 한다. 일반적으로 수소 방출 반응은 산에서 이루어지며 산소 발생 반응은 염기로 이루어지며 산성 또는 염기성 용액에 관계없이 안정한 물질은 존재하고 있다. 이 연구에서 연구팀은 햇빛을 태양 물 분해를 위해 태양광을 에너지로 바꾸는 반도체 나노 막대 배열에 직접 촉매를 성장시켰다. 전기촉매는 두 개의 촉매, 음극과 양극이 필요하다. 물에 넣고 충전하면 수소가 한 전극에서 형성되고 산소는 다른 전극에서 형성되어 포집 된다. 그러나 이 과정은 일반적으로 연구팀의 촉매처럼 효율적으로 작동하기 위해서는 값 비싼 금속이 필요하다. 수소 발생의 표준은 백금이다. 연구팀은 훨씬 더 비싼 귀금속과 달리 철, 망간, 인 등 지구에 풍부한 물질을 사용하고 있다. 새로운 촉매는 또한 더 적은 에너지를 필요로 한다. 수소와 산소를 만들고 싶다면 에너지를 넣어야 한다. 더 많이 넣을수록 상업성이 떨어진다. 개발된 재료의 과전압 (전기 촉매 분해를 일으키는 데 필요한 에너지의 양)은 작고 다른 물질과 비교해도 경쟁력이 있다. 원자의 두께를 지닌 그래핀은 밑에 있는 니켈을 보호하는데 중요하다. 화학 기상 증착 (CVD) 장치에서 니켈 거품에 1 ~ 3 층의 그래핀이 형성되고, CVD와 단일 프리커서를 통해 철, 망간, 인이 추가된다. 실험실 테스트는 중간에 그래핀이 있거나 없을 때, 니켈 거품과 인화물을 비교하여 전도성 그래핀이 수소와 산소 반응 모두에서 전하 이동 저항을 낮추는 것을 발견했다. 니켈은 그래핀을 만드는 최고의 촉매 중 하나이다. 연구원은 재료가 확장 가능하며 수소 및 산소를 생산하는 산업에서 사용하거나 전기 에너지를 사용하여 오프 피크 (off-peak) 에너지를 저장할 수 있는 태양열 및 풍력 발전 설비로 사용해야 한다고 말했다. 또한 다른 고급 재료를 생산하기 위해 채택될 수도 있다. 연구팀의 방법은 물 분해뿐만 아니라 다양한 분야의 촉매를 위한 많은 금속 인화물 물질에 널리 적용될 수 있다. 중요한 요소는 조성이 다른 순수한 물질을 만들 수 있다는 것이다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017002734 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 물 분해, 촉매, 그래핀, 니켈, 철, 망간, 인 2. water splitting, catalyst, graphene, nickel, iron, manganese, phosphorus |