KAISTとソウル大学の研究チームが、バッテリーと水素燃料電池の核心反応効率を大幅に向上させる触媒設計技術を開発した。触媒自体の構造を変更せず、周囲の電場環境のみを調整することで性能を向上させた方法であり、次世代エネルギー技術の開発に新たな方向性を示すものと評価されている。
KAISTは、化学科の黄承俊教授チームとソウル大学化学部の柳在允教授チームが、触媒周辺に陽イオン(+)を配置して局所電場を形成することで、酸素還元反応(ORR)の選択性を従来の12%から最大52%まで引き上げることに成功したと1日に発表した。
酸素還元反応は、水素車用燃料電池や金属-空気電池など次世代エネルギー装置で電気を生産する核心プロセスである。従来の研究では、金属の種類を鉄(Fe)からコバルト(Co)やニッケル(Ni)に置き換えたり、リガンド構造を新たに設計することで性能を改善してきた。今回の研究は、触媒材料や形状を変更することなく、電気的環境の調整のみで反応特性を精密に制御した点で差別化される。
研究チームは、この原理が二酸化炭素(CO₂)や水素を有用な物質に変換する触媒技術にも適用可能であると見ている。炭素削減技術や環境に優しい水素生産分野への展開も期待される。
黄承俊教授は「触媒自体の構造を変えずに、周囲の電気的環境のみで反応特性を精密に制御できることを示した事例である」と述べ、「次世代バッテリーや燃料電池、環境に優しいエネルギー触媒技術の開発に新たな方向性を示すことが期待される」と語った。
POSTECHの趙輝律・姜春博士課程生とKAISTの金東永博士後研究員が共同1著者として参加したこの研究は、アメリカ化学会誌(JACS)に先月12日にオンライン掲載された。サムスン未来技術育成事業と韓国研究財団の支援を受けて実施された。
* この記事はAIによって翻訳されました。
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