양성자 교환막 수전해조(PEMWE) 양극 촉매층의 이오노머/촉매 계면은 다종 물질 수송 및 반응 속도에 결정적인 영향을 미치며, 잉크 형성 과정에서 이오노머가 촉매 입자에 흡착되면서 시작됩니다. 이 잉크는 이리듐 산화물(IrOx) 촉매와 PFSA 이오노머를 물-알코올 혼합 용매에 분산시켜 제조됩니다. 이오노머 흡착을 제어하는 잉크 조성의 중요성에도 불구하고, 산업적으로 중요한 농축 잉크를 포함한 체계적인 연구는 부족했습니다.
본 연구에서는 열중량 분석을 활용하여 IrOx 농도, 이오노머-촉매(I:C) 비율, 용매 조성 변화가 PF…
음이온 교환막 수전해기(AEMWE)의 핵심 부품인 음이온 교환막(AEM)은 알칼리 안정성과 이온 전도도 부족으로 인해 운영 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 효율적인 이온 수송과 높은 알칼리 안정성을 동시에 촉진하는 자가 응집성 양이온성 측쇄를 고분자 골격에 통합하는 전략을 채택했습니다.
연구팀은 이사틴 및 이미다졸 부분을 포함하는 고알칼리 안정성 폴리아로마틱 전구체를 산성 폴리하이드록시알킬화를 통해 합성했습니다. 이후 소수성 지방족 사슬 또는 유연한 친수성 에틸렌 옥사이드(…
폐리튬이온배터리(LIB)에서 회수한 물질을 기능성 전극으로 전환하는 것은 폐기물 가치화와 전기화학 에너지 변환을 통합하는 유망한 전략입니다. 본 연구에서는 폐 LiCoO₂ 양극에서 코발트를 약 99.7%의 효율로 침출하고, 약 98%의 수율로 Co(OH)₂ 형태로 회수했습니다.
회수된 Co(OH)₂는 알칼리성 환경에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 저비용 흑연/파라핀 복합 전극에 직접 통합되었습니다. 40 wt%의 Co(OH)₂를 함유한 전극이 가장 우수한 성능을 보였으며, 약 310 mV의 과전압에서 10 mA cm⁻²의 전류…
음이온 교환막 수전해(AEMWE)는 확장 가능하고 저렴한 수소 생산 방식으로 주목받지만, 양극 아이오노머의 전기화학적 불안정성으로 인해 성능이 제한됩니다. 본 연구는 무기물 함유 분자 첨가제를 활용한 계면 공학을 통해 이 문제를 해결했습니다. 이 첨가제는 아이오노머와 함께 자가 조립됩니다.
이러한 계면 공학을 적용한 결과, 순수 물 공급 AEMWE는 2.0 A/cm² 및 70°C 조건에서 시간당 0.5 밀리볼트 미만의 낮은 열화 속도로 작동했습니다. 이는 기존 대비 20배 이상 향상된 내구성을 보여줍니다. 다양한 첨가제와 아이오노…