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ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ์ตœ์ฐฝ์ˆœ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, ๊ฒฉ์ž ๋ฌด๋Šฌ์˜ ๊ฑฐ๋Œ€ ๊ธฐ๊ณต์„ ํฌํ•จํ•˜๋Š” ์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด์šฉ ์ผ€์†Œ๋“œ ์ „๊ทน ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2022.09.05. ์กฐํšŒ 3651

ํ‘œ๋ฉด์ ์ด ๋„“๊ณ  ์ „์ž, ์ด์˜จ, ๋ฌผ์งˆ ์ „๋‹ฌ์ด ์›ํ™œํ•œ ๊ธฐ๊ณต ๊ตฌ์กฐ ๊ฐœ๋ฐœ…. 
์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด์— ํƒ์›”ํ•œ ์„ฑ๋Šฅ ์„ฑ๊ณต์ ์œผ๋กœ ๊ตฌํ˜„ํ•˜์—ฌ
์žฌ๋ฃŒ ๋ถ„์•ผ ์ €๋ช… ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€์ธ ‘Journal of Materials Chemistry A’ ์ตœ์‹ ํŒ ๊ฒŒ์žฌ

 

์ตœ์ฐฝ์ˆœ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์ €๋น„์šฉ ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋ฅผ ์œ„ํ•ด ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ์ƒˆ๋กœ์šด ๊ตฌ์กฐ์˜ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์ผ€์†Œ๋“œ ์ „๊ทน์„ ๊ฐœ๋ฐœํ•˜๋Š” ๋ฐ ์„ฑ๊ณตํ–ˆ๋‹ค.
๋™๊ตญ๋Œ€ ์œตํ•ฉ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๋ฐ•์ง€์€ ๊ต์ˆ˜ (1์ €์ž), ์ตœ์ฐฝ์ˆœ ๊ต์ˆ˜ (๊ต์‹ ์ €์ž), ๋ฐ ์„œ์šธ๋Œ€ ํ™”ํ•™์ƒ๋ฌผ๊ณตํ•™๋ถ€ ์„ฑ์˜์€ ๊ต์ˆ˜ (๊ณต๋™ ๊ต์‹ ์ €์ž)๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋œ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๊ธฐ์กด ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ์˜ ๋‹จ์ ์„ ๊ฐœ์„ ํ•œ ๊ฒฉ์ž ๋ฌด๋Šฌ์˜ ๊ฑฐ๋Œ€ ๊ธฐ๊ณต ์ „๊ทน์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค.
 

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์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋Š” ํƒ„์†Œ ๋ฐฐ์ถœ์ด ์—†๋Š” ๋Œ€์ฒด์—๋„ˆ์ง€์ธ ๊ทธ๋ฆฐ์ˆ˜์†Œ ์ƒ์‚ฐํ•˜๋Š” ์žฅ์น˜๋ฅผ ๋งํ•œ๋‹ค. ์ด ์žฅ์น˜๋Š” ๋น„๊ท€๊ธˆ์† ์ด‰๋งค ์‚ฌ์šฉ์œผ๋กœ ์ธํ•ด ๊ทธ๋ฆฐ์ˆ˜์†Œ ์ƒ์‚ฐ ๋‹จ๊ฐ€๋ฅผ ๋‚ฎ์ถ”๋ฉด์„œ ๋†’์€ ํšจ์œจ์„ ๋ณด์ผ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์žฅ์ ์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ์–ด ๋Œ€์ฒด ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋กœ ๊ผฝํžˆ๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ง€๊ธˆ๊นŒ์ง€ ๋ณด๊ณ ๋œ ์ข…๋ž˜ ๋ฐฉ์‹์˜ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ๋Š” ์ด‰๋งค ์ž…์ž๊ฐ€ ๋นฝ๋นฝํ•˜๊ฒŒ ์Œ“์—ฌ ์žˆ์–ด ์ด‰๋งค์˜ ์ด์šฉ๋ฅ ์ด ๋–จ์–ด์ง€๋ฉฐ, ํฌ๊ธฐ๊ฐ€ ์ž‘์€ ๊ธฐ๊ณต ๊ตฌ์กฐ๊ฐ€ ์ „์ž, ์ด์˜จ, ๋ฌผ์งˆ ์ „๋‹ฌ์„ ์›ํ™œํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜์—ฌ ์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ํšจ์œจ ์ฆ๋Œ€์— ํ•œ๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. 


์ด๋ฅผ ํ•ด๊ฒฐํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด, ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์ผ์ •ํ•œ ๊ฐ„๊ฒฉ์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ ์ˆ˜์ง ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ ๊ต์ฐจ ์ ์ธตํ•˜์—ฌ, ๊ฒฉ์ž ๋ฌด๋Šฌ์˜ ๊ฑฐ๋Œ€ ๊ธฐ๊ณต์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์ „๊ทน์„ ์„ค๊ณ„ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋ ‡๊ฒŒ ๊ฐœ๋ฐœ๋œ ์ผ€์†Œ๋“œ ์ „๊ทน์€ ๊ฑฐ๋Œ€ ๊ธฐ๊ณต์„ ํ†ตํ•ด ์ด‰๋งค์˜ ํ‘œ๋ฉด์ ์„ ๋„“ํžˆ๊ณ , ์ „์ž, ์ด์˜จ, ๋ฌผ์งˆ ์ „๋‹ฌ์„ ์›ํ™œํ•˜๊ฒŒ ํ•˜์—ฌ ์ข…๋ž˜ ์ „๊ทน ๋Œ€๋น„ ๋†’์€ ์ด‰๋งค ํ™œ์„ฑ ๋ฐ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋ณด์˜€๋‹ค. ํŠนํžˆ, ๋น„๋ฐฑ๊ธˆ ์ด‰๋งค๋ฅผ ์ ์šฉํ•˜์˜€์„ ๋•Œ, 1.5 A cm-2 (@ 2.05 V)์˜ ๋†’์€ ์ „๋ฅ˜๋ฐ€๋„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์–ด, ํ˜„์žฌ ๋ณด๊ณ ๋œ ์ˆ˜์น˜ ์ค‘ ๊ฐ€์žฅ ๋†’์€ ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋ณด๊ณ ํ•˜์˜€๋‹ค. ๋˜ํ•œ, ํ•ด๋‹น ์ „๊ทน ์‚ฌ์šฉ ์‹œ 40 ์‹œ๊ฐ„ ๋™์•ˆ ์„ฑ๋Šฅ ๊ฐ์†Œ ์—†์ด ์•ˆ์ •์ ์ธ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์–ด ๋†’์€ ๋‚ด๊ตฌ์„ฑ์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ์ž„์„ ํ™•์ธํ•˜์˜€๋‹ค. 


๋ฐ•์ง€์€ ๊ต์ˆ˜๋Š” “์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ฒฉ์ž ๋ฌด๋Šฌ๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ์˜ ๊ธฐ๊ณต ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ์ €๋น„์šฉ ์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋ฅผ ๊ตฌํ˜„ํ•œ ๊ฒƒ์— ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค”๋ฉฐ “์ƒˆ๋กญ๊ฒŒ ๊ฐœ๋ฐœํ•œ ์ผ€์†Œ๋“œ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ๋Š” ์‚ผ์ฐจ์›์˜ ๊ธฐ๊ณต์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๊ตฌ์กฐ์ฒด์ด๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๋‹ค๋ฅธ ์ข…๋ฅ˜์˜ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋‚˜ ์—ฐ๋ฃŒ์ „์ง€, ์•„์—ฐ-๊ณต๊ธฐ ์ „์ง€ ๋“ฑ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™ ์žฅ์น˜์— ํ™œ์šฉ๋  ์ˆ˜ ์žˆ์„ ๊ฒƒ”์ด๋ผ๊ณ  ๊ธฐ๋Œ€๊ฐ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒˆ๋‹ค.


์—ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” <Hierarchically Porous, Biaxially Woven Carbon Nanotube Sheet Arrays for Next-Generation Anion-Exchange Membrane Water Electrolyzers>๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ์žฌ๋ฃŒ ๋ถ„์•ผ ์ €๋ช… ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€ ใ€ŒJournal of Materials Chemistry A (IF=14.511)ใ€ 22๋…„ 8์›” ์˜จ๋ผ์ธ์— ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค.