Challenge of the iron-manganese redox couple spinel structure as an OER catalyst for high activity and low cost in a water splitting system = Challenge of the iron-manganese redox couple spinel structure as an OER catalyst for high activity and low cost in a water splitting system

국문 초록 (Abstract)

수소는 단위 질량당 높은 에너지 밀도를 가지고 있고 연료로 사용될 경우 물 외에 다른 부산물을 거의 생성하지 않는 청정 에너지로 알려져 있다. 상당한 양의 수소는 화석 연료의 개질을 통해 제조되고 있지만, 갈수록 엄격해지는 환경 문제에 대처하기 위해 보다 청정한 방법을 통해 수소를 얻기 위한 노력을 하고 있다. 그 중, 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 방법은 지구 상에 풍부한 물을 사용하는 혁신적이고 친환경적인 기술로 알려져 있다. 수전해 기술은 보통 수소생성반응(HER)과 산소생성반응(OER)으로 구성되어 있는데 OER의 경우 4개의 전자가 관여하는 복잡한 반응 메커니즘으로 인해, HER 반응에 비해 상당히 높은 과전압을 필요로 한다. 따라서, OER 반응의 과전압을 낮출 수 있는 전극 촉매를 개발하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 효과적인 레독스 반응을 위한 스피넬타입의 MnFe₂O₄을 제조하였다. 그리고 합성된 촉매를 높은 표면적과 우수한 전기 전도성을 갖는 니켈 폼 위에 코팅하여 OER 활성을 높이고자 하였다. XRD, SEM, TEM을 통해 촉매의 물리적 특성을 확인하였고, CV, Tafel 분석을 통해 전기화학적 특성을 평가하였다.