화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터)
권호 28권 1호, p.57
발표분야 [주제 1] 계산화학
제목 Engineering the local coordination environment in single-atom-catalyst for efficient oxygen evolution and oxygen reduction reaction
초록 환경에 대한 관심이 증가함에 따라 친환경적인 발전 사이클이 주목받고 있다. 친환경적인 발전 사이클은 신재생 에너지를 사용하여 물을 전기 분해해 산소와 수소를 생산한 후 생산된 산소와 수소를 이용하여 필요할 때 전기 에너지를 생산하는 방식으로 부산물이 존재하지 않고, 간헐적으로 발생하는 신재생 에너지를 저장할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 에너지 전환 시스템의 효율을 높이기 위해서는 산소 발생 반응과 산소 환원 반응에 참여하는 촉매의 활성이 높아야 한다. 따라서 본 연구에서는 해당 촉매로 단원자 촉매를 선정하여 촉매 활성도를 평가하는 연구를 진행하였다.

본 연구에서는 Density Functional Theory를 활용하여, 그래핀 위에 담지 된 형태의 단원자 촉매를 디자인하고, 촉매 표면에서의 산소 발생 및 환원 반응 중간체의 흡착 에너지를 계산하여 촉매의 활성을 평가하였다. 또한, 단원자 촉매의 중심 금속 원자 주위 환경을 변화시켜가며 각 반응의 활성도를 분석하였다. 이렇게 다양한 촉매 구조에서의 결과를 바탕으로 촉매의 성능을 평가할 수 있는 핵심 기술자를 선정함으로써, 이후 새로운 단원자 촉매의 성능을 쉽게 예측하고 설계할 수 있을 것이다.
저자 김지수, 이성우, 최명진, 유종석
소속 서울시립대
키워드 촉매(Catalyst)
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원문파일 초록 보기