| 초록 |
HER (hydrogen evolution reaction, 수소생성반응)은 전기화학적 수소생산 분야의 핵심기술로써 다가올 수소 기반 신재생에너지 시대에 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. HER에 대한 이론적인 촉매 활성 결정 인자로써 주로 H-binding energy (∆GH)가 고려되고 있으며, 특히 Pt와 같이 ∆GH가 0에 근접한 촉매를 이상적인 촉매라 할 수 있다. 하지만, 산성 환경과는 다르게 알칼라인 환경에서는 proton source로써 물분해 과정이 요구되므로 ∆GH 만으로는 HER 활성을 설명하기 어렵다. 본 연구에서는 제일원리 양자계산 방법론을 통해, 알칼라인 환경에서 Pt 동등 이상의 HER 활성을 갖는 Ni2Mo3N 물질의 활성 발현 메커니즘을 제안하였다. 물분해가 용이한 metal 활성 영역과 수소생산에 용이한 nitrogen 활성영역이 원자 수준에서 표면에 형성되어 bifunctional mechanism을 통해 알칼라인 환경에서 높은 HER 활성을 갖는 것으로 이해된다. |
