산소 발생 반응 용 전기화학촉매로 사용되는 CoFe2O4 나노 입자 합성 및 특성 분석 (Synthesis of CoFe2O4 Nanoparticles as Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기화학회
· 수록지 정보 : 전기화학회지 / 23권 / 4호 / 97 ~ 104페이지
· 저자명 : 이주영, 김글한, 양주찬, 박유세, 장명제, 최승목

초록

전기 물 분해 기술 중 주요 과제 중 하나는 귀금속의 Ir과 Ru 기반의 촉매를 대체할 수 있는고성능, 저비용의 산소 발생 반응 (OER) 촉매를 개발하는 것이다. 본 연구에서는 CoSO4와Fe(NO3)3 수용액을 1차 가열 후 KNO3와 NaOH 추가 반응을 이용한 침전법을 이용하여 OER 촉매로 사용 가능한 역스피넬 구조의 약 44 nm 크기를 갖는 CoFe2O4 나노 입자를 합성하였다.
CoFe2O4 나노 입자의 합성 시간을 조절하여 입자 및 결정립 크기를 제어하였다. CoFe2O4 나노 입자의 합성 시간이 6시간일 때, 높은 전도성과 전기 화학 표면적을 가졌다. 이 CoFe2O4 (6 h)는 전류 밀도 10 mA/cm2의 과전압 및 Tafel slope는 각각 395 mV 및 52 mV/dec으로 나타났다. 또한, 이 촉매는 10 mA/cm2에서 18시간 동안 우수한 내구성을 나타냈다.

영어초록

One of the main challenges of electrochemical water splitting technology is to develop a high performance, low cost oxygen-evolving electrode capable of substituting a noble metal catalyst, Ir or Ru based catalyst. In this work, CoFe2O4 nanoparticles with sub-44 nmsize of a inverse spinel structure for oxygen evolution reaction (OER) were synthesized by the injection of KNO3 and NaOH solution to a preheated CoSO4 and Fe(NO3)3 solution. The synthesis time of CoFe2O4 nanoparticles was controlled to control particle and crystallite size.
When the synthesis time was 6 h, CoFe2O4 nanoparticles had high conductivity and electrochemical surface area. The overpotential at current denstiy of 10 mA/cm2 and Tafel slope of CoFe2O4 (6h) were 395 mV and 52 mV/dec, respectively. In addition, the catalyst showed excellent durability for 18 hours at 10 mA/cm2.

참고자료

· 없음