| 초록 |
본 연구에서는 비표면적이 넓고 전기화학적 촉매특성이 우수한 다공성 Ni계 코팅층을 제조하기 위하여 Ni-Al계 Raney-Ni 분말 입도 제어, 대기 플라즈마 스프레이 공정변수에 따른 Raney-Ni 코팅층의 특성 그리고 화학적 침출에 따른 촉매 활성 거동에 대하여 조사하였다. Raney-Ni 분말의 입도 제어, 플라즈마 제트의 출력 제어 그리고 코팅공정 동안의 전극지지체의 온도 제어를 통하여 기판과의 계면분리가 없고 비교적 균일한 코팅 두께와 적절한 기공도를 갖는 코팅층을 제조하였다. 플라즈마 가스분사 Raney-Ni 코팅층은 개개 분말의 급속한 용융-응고을 거쳐 적층된 splat 층상구조의 미세조직을 나타내었으며, 플라즈마 제트에서 완전히 용융되지 않은 액적도 코팅층에 포함되어 있다. 특히 낮은 플라즈마 제트 출력에서 제조된 코팅층은 splat 경계면의 얇은 기공층과 용융 액적이 채워지지 않은 마이크로 기공들에 의하여 3차원 기공-결함 네트워크를 형성하고 있었다. 초기 Raney-Ni 분말은 NiAl3와 Ni2Al3로 구성되어 있었으나, 플라즈마 가스분사 코팅층은 주로 Ni0.9Al1.1 결정상과 함께 일부 Ni2Al3가 잔류하였다. 최적화 조건에서 제조된 Raney-Ni 코팅층은 후속 화학적 침출공정을 통하여 촉매 활성에 필요충분한 다공성 미세조직으로 변화하였으며, 수소발생전극으로 Raney-Ni 코팅층을 1M KOH 수용액에서 전기화학 특성을 평가한 결과 상온에서 0.12-0.13 V (@ 0.3 A/cm2) 의 낮은 과전압을 나타내었다. |
