• 한국결정성장학회지
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• 제34권3호
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• pp.92-97
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• 2024

수소 생산을 위한 물 분해 시스템의 효율성을 높이려면 산소 발생 반응(OER, Oxygen Evolution Reaction)에서 촉매로 인해 발생하는 전기화학 반응의 높은 과전압을 감소시켜야 한다. 그중 전이금속을 포함하는 LDH(Layered Double Hydroxide)와 같은 화합물은 현재 사용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 수 있는 촉매 소재로 주목받고 있다. 본 연구에서는 저렴한 금속 다공성 물질인 니켈 폼을 지지체로 사용하였고, 수열합성 공정을 통해 NiCo LDH 나노결정을 합성하였다. 또한, OER 특성을 향상시키기 위해 Mo를 도핑하여 합성한 Mo 도핑된 NiCo LDH 나노결정 시료의 형태, 결정구조, 물분해 특성의 변화를 관찰하였다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.154-162
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• 2022

알루미늄 (Al) 금속을 전구체 및 구조체로 이용, 수열 반응을 통하여 Al@Al₂O₃와 Al@Ni-Al LDH (LDH = layered double hydroxide) 코어-쉘 복합 구조체를 합성하였다. 제조된 구조체의 형상, 조성, 결정 구조는 수용액에 존재하는 이온들에 의하여 크게 영향을 받았으며, 이를 활용하여 다양한 특성의 촉매 구조체 유도가 가능하였다. Al@Ni-Al LDH 코어-쉘 구조체의 환원을 통하여 Ni 나노 입자가 고정화된 Ni/Al@Al₂O₃ 촉매를 제조하였고, CO₂ 메탄화 반응에 적용하여 촉매의 특성을 평가하였다. Ni/Al@Al₂O₃ 촉매는 전통적 incipient wetness impregnation 방법에 의하여 제조된 Ni/Al₂O₃ 촉매에 비교하여 Ni 입자의 분산도와 균일성이 매우 높았으며 약 2 배 이상의 CO₂ 전환율로 높은 촉매적 활성과 더불어 구조의 안정성을 보여 주었다. 이러한 Ni/Al@Al₂O₃ 구조체 촉매의 우수한 특성은 Al 금속을 기반으로 한 새로운 개념의 촉매 구조체 설계와 합성 방법의 타당성을 보여준다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권5호
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• pp.299-308
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• 2023

In this study, phosphorus (P)-doped nickel cobaltite (P-NiCo₂O₄) and nickel-cobalt layered double hydroxide (P-NiCo-LDH) were synthesized on nickel (Ni) foam as a conductive support using hydrothermal synthesis. The thermal properties, crystal structure, microscopic surface morphology, chemical distribution, electronic state of the constituent elements on the sample surface, and electrical properties of the synthesized P-NiCo₂O₄ and P-NiCo-LDH samples were analyzed using thermogravimetric analysis-differential scanning calorimetry (TGA-DSC), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The P-NiCo₂O₄ electrode exhibited a specific capacitance of 1,129 Fg^-1 at a current density of 1 Ag^-1, while the P-NiCo-LDH electrode displayed a specific capacitance of 1,012 Fg^-1 at a current density of 1 Ag-1. When assessing capacity changes for 3,000 cycles, the P-NiCo₂O₄ electrode exhibited a capacity retention rate of 54%, whereas the P-NiCo-LDH electrode showed a capacity retention rate of 57%.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권3호
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• pp.143-148
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• 2021

Alkaline oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts have been widely studied for improving the efficiency and green hydrogen production through electrochemical water splitting. Transition metal-based electrocatalysts have emerged as promising materials that can significantly reduce the hydrogen production costs. Among the available electrocatalysts, transition metal-based layered double hydroxides (LDHs) have demonstrated outstanding OER performance owing to the abundant active sites and favorable adsorption-desorption energies for OER intermediates. Currently, cobalt doped nickel LDHs (NiCo LDHs) are regarded as the benchmark electrocatalyst for alkaline OER, primarily owing to the physicochemical synergetic effects between Ni and Co. We report effects of heat-treatment of the as-grown NiCo LDH on electrocatalytic activities in a temperature range from 250 to 400℃. Electrocatalytic OER properties were analysed by linear sweep voltammetry (LSV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The heat-treatment temperature was found to play a crucial role in catalytic activity. The optimum heat-treatment temperature was discussed with respect to their OER performance.