| 초록 |
전기화학촉매의 안정성을 개선하는 것은 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)에서 중요한 과제이다. 내구성이 뛰어난 물질을 촉매 지지체로 선택하는 것이 이러한 촉매 안정성 향상을 위한 방법 중 하나가 될 수 있다. 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)는 우수한 기계적 강도와 내구성으로, 전기화학촉매 지지체로써 잠재력을 가지고 있으며 특히 산 전해질에서 좋은 내구성을 보인다. 본 연구는 산소환원반응(ORR)을 위한 전기화학촉매의 지지체로써, hollow sphere 형태의 Ta2O5 (H-Ta2O5)를 합성하였다. H-Ta2O5는 SiO2 nanospheres를 template으로 사용하여 SiO2@Ta2O5 코어-쉘 구조를 만든 후, NaOH로 SiO2 코어를 etching하여 제조하였다. 이때 SiO2와 tantalum ethoxide의 질량비는 4가지로(SiO2 : tantalum ethoxide = 3:2.1, 3:4, 3:6, 3:12) 조절되었다. H-Ta2O5의 형태는 SEM과 TEM을 통해 확인되었으며, N2 흡착/탈착 분석을 통해 H-Ta2O5의 비표면적과 기공 구조를 확인하였다. 촉매 활성을 확인하기 위하여, Pt를 서로 다른 wt%로 H-Ta2O5에 함침하여 Pt/H-Ta2O5를 합성하였다. 상용 Pt/C와 Pt/H-Ta2O5의 전기화학촉매 활성은 LSV와 CV를 통해 확인되었으며 Pt/H-Ta2O5의 개시전위는 상용 Pt/C에 근접한 결과를 보였다. |
