| 초록 |
금속산화물의 전기화학적 산소발생 반응기작이 활발하게 연구된 이래로, 흡착종 발생 반응기작 (adsorbate evolution mechanism)과 격자 산소 참여 반응기작 (lattice oxygen participating mechanism)의 두가지 반응 기작이 주로 제시되고 있다. 특히, 격자 산소 참여 반응기작은 흡착종 반응기작에 비해 높은 활성을 보이지만 반응 도중에 금속의 용출로 인해 비활성화가 보고되었다. 따라서 두 반응기작의 차이로 인해서 금속산화물 촉매의 활성과 안정성은 트레이드-오프 관계를 보일 수 있음이 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 그것을 극복하기 위한 oxo그룹을 가지는 이리듐 착물을 개발하고 특성을 평가하였다. 특히, 전기화학적 산소발생 반응 도중 in-operando Raman 분광법을 통하여 전도성 지지체에 고정된 이핵 구조를 가지는 이리듐 착물의 oxo 그룹이 분해 및 재생됨을 확인하였다. 이러한 금속간 oxo 그룹의 분해 및 재생은 격자 산소 참여반응과 유사하여 본 연구의 이리듐 착물이 매우 높은 활성을 보임을 잘 설명할 수 있었다. 또한 oxo 그룹의 분해 및 재생 중에도 이리듐 중심 금속이 여전히 다른 리간드에 결합되어 있으므로 안정성도 크게 증가됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 금속 착물의 oxo-bridge를 가지는 이핵구조가 우수한 산소발생 활성 및 안정성을 모두 확보할 수 있는 전략임을 제시하고 있다. |
