나노기술 및 정책 정보

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● 뉴샤오빈 교수(전자과학기술대학교), 양젠(시난교통대학교), Andrea Fratalocchi(킹압둘라과학기술대학교) 공동 연구팀은 상용화된 이소불화비닐(PVDF)과 폴리에테르설폰(PES)을 풀러렌(F)원 및 황(S)원으로 사용, 전기방사 및 열분해 전략을 이용하여 F/S 도핑 비금속 탄소섬유 촉매(FS-CFs)를 제조

● 연구팀은 전기방사 프로세스에서 2가지 전구체 비율을 조절하여 다양한 도핑 비율을 가진 FS-CFs 샘플을 제조한 후, 시작전위, 2전자 환원반응(2e−ORR)경로 Tafel 기울기, 전자 전이량, 과산화수소 선택도 및 0.6VRHE에서의 과산화수소 부분전류밀도와 전구체 비율의 변화 관계를 분석

● 분석 결과에 따르면, FS-CFs 7:3일 때 최고 2e−ORR 성능을 나타내며, 시작전위는 0.814VRHE, 2e−ORR 경로 Tafel 기울기는 81mV dec −1, 최대 H2O2 선택도는 99.1%로 절대다수의 탄소 기반 또는 금속 기반 촉매를 능가

● 또한, 과산화수소 부분전류밀도가 클 때(1.42mA cm-2)에도 촉매는 매우 높은 2e−ORR 선택도(87.5%) 유지가 가능하여, 이 촉매는 높은 활성과 선택도를 나타내며 H2O2 생산에 활용 가능

Advanced Materials (2022.11.30.), Enhanced selectivity in the electroproduction of H2O2 via F/S dual-doping in metal-free nanofibers