| 초록 |
전이 금속 산화물은 에너지 응용을 위한 높은 촉매 활성을 보이기 때문에 고비용 귀금속 촉매를 대체할 가능성이 있다. 다양한 전이 금속 산화물 중 Co3O4는 광 촉매, 이차전지, 태양전지, 수퍼커패시터 등 다양한 에너지 응용에 널리 사용되어 왔다. 본 연구에서는 물 전기분해를 통한 수소생산 공정 중, 산소발생반응(Oxygen evolution reaction, OER)용 촉매전극으로 쓰이는 Co3O4 스피넬 나노입자를 열 증착 공정을 통해 전도성 탄소섬유 기판에 제조하였다. 공정 조건으로써 반응 시간과 온도, 열처리 온도와 분위기를 변화시킴에 따라 미세구조가 제어된 Co3O4 스피넬 나노입자를 형성시킬 수 있었다. 반응 시간은 10분에서 2시간, 온도는 400 °C에서 800 °C까지의 범위 안에서 설정되었다. 제조된 Co3O4 스피넬 나노입자는 100 °C에서 450 °C까지의 온도범위와 다양한 비율의 아르곤/산소 혼합가스 분위기 하에서 추가 열처리되었다. 결국, 공정 조건에 따라 Co3O4 스피넬 나노입자의 미세구조 및 산소공공농도가 조절되었고, 그러한 미세구조 및 결함구조 변화에 따른 전기화학 산소발생(OER) 촉매활성의 변화가 조사되었다. 미세구조와 OER 활성 사이의 상관관계를 규명하기 위해 다양한 구조분석이 진행되었다. |
