| 초록 |
최근 높은 에너지 밀도 (1084W h kg-1) 및 수계 환경에서 안전한 구동성을 갖춘 아연-금속 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 산소 발생 및 환원 반응의 느린 반응 역학으로 인한 산소 전극의 높은 과전압을 지니는 단점을 극복하기 위한 촉매 소재 연구가 많은 주목을 받고 있다. 비금속 원소가 도핑된 탄소 소재는 높은 전기전도성 및 우수한 산소 환원/발생 반응 특성을 지니고 있지만, 귀금속 촉매 대비 부족한 활성을 보인다. 이를 극복하기 위해 3차원 구조의 다공성 복합체가 많은 연구가 진행되고 있다. 3차원 다공성 구조체는 전자 전달, 물질 전달, 전해질 침투 등에 있어 더욱 원활하게 해주는 역할을 한다. 또한, 금속 산화물과의 복합체 형성을 통해 활성 지점의 노출을 극대화할 뿐 아니라, 전해질과 산소, 촉매 표면 간 접촉을 용이하게 할 수 있어 전기화학적 촉매 특성을 극대화 할 수 있다. 본 연구에서는 분무 열분해 공정으로 멀티룸 구조의 구형 금속 산화물을 합성하고, 이를 Dicyandiamide를 활용한 후열처리를 통해 질소 원소가 도핑된 CNT로 이루어진 3차원 다공성 구조체를 합성하였다. 그 후, 액상 가열 공정을 통해 해당 구조체에 전위 금속 산화물 나노 입자 가 균일하게 분포되어 있는 복합체를 합성하였다. 3차원 다공성 구조의 금속 산화물/CNT 복합체는 금속-공기 전지의 양극 촉매 물질로서 우수한 전기화학적 특성을 보였다. |
