리튬-공기전지의 가역성 향상을 위한 Ru-CNF 복합체 제조 및 양극으로의 활용 = Ruthenium-Carbon Nanofiber Composite Electrode for Enhanced Performance in Li-O2 Batteries

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 리튬-공기전지의 성능 향상을 위해 루테늄을 촉매로 사용한 탄소 나노섬유 전극을 제시하였다. 루테 늄이 증착 된 탄소 나노섬유 전극은 충/방전 시 OER/ORR 반응을 촉진하여 전지의 과전압을 감소시키고 사이클 특성을 향상시켰다. Ru 촉매의 양이 증가함에 따라 과전압이 감소하고 60사이클 동안 안정적인 성능을 보이는 것으로 나타났다. 특히 Ru을 CNF에 300사이클 증착시킨 전극의 30번째 사이클을 비교하였을 때, 충전 과정에서 ~1.425 V의 과전압이 관 찰되었다. 이는 CNF 전극 단독으로 사용하였을 때 나타난 ~1.484 V 대비 낮은 수치로, Ru 증착으로 인한 OER 구동력 향 상을 의미한다. 따라서 루테늄 촉매가 리튬-공기 전지의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있는 효과적인 전극 촉매임을 확 인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we proposed a carbon nanofiber electrode with ruthenium as a catalyst to enhance the performance of lithiumair batteries. The ruthenium-deposited carbon nanofiber electrode promoted the OER/ORR reactions during charge/discharge, leading to reduced overpotential and improved cycling stability of the battery. It was observed that as the amount of ruthenium catalyst loading increased, the overpotential during the charging step decreased, and stable performance was maintained over 60 cycles. These results confirm that ruthenium is an effective electrode catalyst for improving the electrochemical performance of lithium-air batteries.