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ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ์ตœ์ฐฝ์ˆœ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, ๊ธฐ๊ณต ํฌ๊ธฐ ์กฐ์ ˆ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด์šฉ ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2023.02.09. ์กฐํšŒ 3264

์ œ์กฐ ๋ฐฉ๋ฒ•์— ๋”ฐ๋ผ ๊ธฐ๊ณต ํฌ๊ธฐ ์กฐ์ ˆ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ ๊ฐœ๋ฐœ…. ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด๋ชจ๋‘ ํƒ์›”ํ•œ ์„ฑ๋Šฅ ๋ณด์—ฌ
ํ™”ํ•™๊ณตํ•™ ๋ถ„์•ผ ์ €๋ช… ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€์ธ ‘Chemical Engineering Journal’ ์ตœ์‹ ํŒ ๊ฒŒ์žฌ

 

์ตœ์ฐฝ์ˆœ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ๊ทธ๋ฆฐ์ˆ˜์†Œ ์ƒ์‚ฐ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜์˜ ์„ฑ๋Šฅ ์ฆ๊ฐ€๋ฅผ ์œ„ํ•ด ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๊ธฐ๊ณต ํฌ๊ธฐ ์กฐ์ ˆ์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน์„ ๊ฐœ๋ฐœํ•˜๋Š” ๋ฐ ์„ฑ๊ณตํ–ˆ๋‹ค.


๋™๊ตญ๋Œ€ ์œตํ•ฉ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ์†Œ์† ์ตœ์ฐฝ์ˆœ (๊ต์‹ ์ €์ž) ๋ฐ ๋ฐ•์ง€์€ (1์ €์ž) ๊ต์ˆ˜์™€ ์„ฑ์˜์€ ์„œ์šธ๋Œ€ ํ™”ํ•™์ƒ๋ฌผ๊ณตํ•™๋ถ€ ๊ต์ˆ˜(๊ณต๋™ ๊ต์‹ ์ €์ž)๊ฐ€ ์ด๋„๋Š” ๊ณต๋™ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ์˜ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ˜์œผ๋กœ ๊ฒฉ์ž ๋ฌด๋Šฌ์˜ ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน์„ ๊ฐœ๋ฐœํ•˜๊ณ  ์ œ์กฐ ๋ฐฉ๋ฒ•์— ๋”ฐ๋ผ ๊ธฐ๊ณต ํฌ๊ธฐ ์กฐ์ ˆ์„ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๊ฒŒ ํ•˜๋Š” ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์„ฑ๊ณต์ ์œผ๋กœ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€๋‹ค.


 

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์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋Š” ํƒ„์†Œ ๋ฐฐ์ถœ์ด ์—†๋Š” ๋Œ€์ฒด์—๋„ˆ์ง€์ธ ๊ทธ๋ฆฐ์ˆ˜์†Œ ์ƒ์‚ฐํ•˜๋Š” ์žฅ์น˜์ด๋‹ค. ๋‘ ์ข…๋ฅ˜์˜ ์ˆ˜์ „ํ•ด๋Š” ์ข…๋ž˜์˜ ์•Œ์นผ๋ฆฌ ์ˆ˜์ „ํ•ด์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ, ๊ณ ๋ถ„์ž ์ „ํ•ด์งˆ ๋ง‰์„ ์‚ฌ์šฉํ•จ์œผ๋กœ์จ ๋†’์€ ํšจ์œจ๊ณผ ๋†’์€ ์ˆ˜์†Œ ์ˆœ๋„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๋Š” ์žฅ์ ์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ์–ด ๋Œ€์ฒด ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋กœ ๊ผฝํžˆ๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ข…๋ž˜ ๋ฐฉ์‹์˜ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ๋Š” ์ด‰๋งค ์ž…์ž๊ฐ€ ์ ์ธต๋œ ๊ตฌ์กฐ๋กœ, ์ด‰๋งค์˜ ์ด์šฉ๋ฅ ์ด ๋–จ์–ด์ง€๋ฉฐ, ๋ถˆ๊ทœ์น™์ ์ด๊ณ  ์ž‘์€ ๊ธฐ๊ณต ๊ตฌ์กฐ๊ฐ€ ์ „์ž, ์ด์˜จ, ๋ฌผ์งˆ ์ „๋‹ฌ์„ ์›ํ™œํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜์—ฌ ์–‘์ด์˜จ/์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 ์‹œํŠธ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ์ ์ธต ๋ฐฉํ–ฅ, ์ ์ธต ๊ฐœ์ˆ˜๋ฅผ ๋ณ€์ˆ˜๋กœ ์„ค์ •ํ•˜์—ฌ ๊ธฐ๊ณต ํฌ๊ธฐ ์กฐ์ ˆ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน์„ ์„ค๊ณ„ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋ ‡๊ฒŒ ์ตœ์ ํ™”๋œ ๊ธฐ๊ณต์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์—์†Œ๋“œ ์ „๊ทน์€ ๊ฑฐ๋Œ€ ๊ธฐ๊ณต์„ ํ†ตํ•ด ์ด‰๋งค์˜ ํ‘œ๋ฉด์ ์„ ๋„“ํžˆ๊ณ , ์ „์ž, ์ด์˜จ, ๋ฌผ์งˆ ์ „๋‹ฌ์„ ์›ํ™œํ•˜๊ฒŒ ํ•˜์—ฌ ์ข…๋ž˜ ์ „๊ทน ๋Œ€๋น„ ๋†’์€ ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์„ฑ๋Šฅ ๋ฐ ๋‚ด๊ตฌ์„ฑ์„ ๋ณด์˜€๋‹ค. ํŠนํžˆ, ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด๊ฐ€ ๊ฐ๊ฐ 1.2 A cm-2 (@1.6 V)๊ณผ 2.8 A cm-2 (@ 1.9 V)์˜ ๋†’์€ ์ „๋ฅ˜๋ฐ€๋„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์–ด, ํ˜„์žฌ ๋ณด๊ณ ๋œ ์ˆ˜์น˜๋“ค ์ค‘ ๋‘ ์žฅ์น˜ ๋ชจ๋‘ ๊ฐ€์žฅ ๋†’์€ ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋ณด๊ณ ํ•˜์˜€๋‹ค. ๋˜ํ•œ, 1 A cm-2์—์„œ์˜ ์ˆ˜์ „ํ•ด ๊ตฌ๋™ ์กฐ๊ฑด์—์„œ๋„ 50 ์‹œ๊ฐ„ ๋™์•ˆ ์„ฑ๋Šฅ ๊ฐ์†Œ ์—†์ด ์•ˆ์ •์ ์ธ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์–ด ๋†’์€ ๋‚ด๊ตฌ์„ฑ์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ์ž„์„ ํ™•์ธํ•˜์˜€๋‹ค. 


๋ฐ•์ง€์€ ๊ต์ˆ˜๋Š” “์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ํƒ„์†Œ๋‚˜๋…ธํŠœ๋ธŒ ์‹œํŠธ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๋‹ค์–‘ํ•œ ํฌ๊ธฐ์˜ ๊ธฐ๊ณต ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน์„ ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ๊ณ ๋‚ด๊ตฌ์„ฑ ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์ˆ˜์ „ํ•ด ์žฅ์น˜๋ฅผ ๊ตฌํ˜„ํ•œ ๊ฒƒ์— ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค”๋ฉฐ “์ƒˆ๋กญ๊ฒŒ ๊ฐœ๋ฐœํ•œ ์—๋…ธ๋“œ ์ „๊ทน ๊ตฌ์กฐ๋Š” ์ด‰๋งค์˜ ์ข…๋ฅ˜์— ๋”ฐ๋ผ ์–‘์ด์˜จ/์Œ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ๋ง‰ ์—ฐ๋ฃŒ์ „์ง€, ์•„์—ฐ-๊ณต๊ธฐ ์ „์ง€ ๋“ฑ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™ ์žฅ์น˜์— ํ™œ์šฉ๋  ์ˆ˜ ์žˆ์„ ๊ฒƒ”์ด๋ผ๊ณ  ๊ธฐ๋Œ€๊ฐ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒˆ๋‹ค.


์—ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” <Pore-Controlled Carbon Nanotube Sheet Anodes for Proton/Anion-Exchange Membrane Water Electrolyzers>๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ํ™”ํ•™๊ณตํ•™ ๋ถ„์•ผ ์ €๋ช… ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€ ใ€ŒChemical Engineering Journal (IF=16.744)ใ€ 23๋…„ 3์›”์— ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค (URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723004023?dgcid=coauthor).