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청정 지속가능한 에너지를 위한 나노구조 탄소기반 전극의 문제점과 전망

전문가 제언: ○ 청정하고 지속가능한 에너지를 위한 나노구조 탄소기반 전극의 관련성이 증가하고 있다. 이 문헌은 전극의 나노 구조체, 탄소나노튜브의 내부 나노공간을 구성하는 합성법과 가능성, 나노 경계면과 전하이동, 작업 중 백금 나노입자의 표면 재구성 역학과 전하 이동한계 사이의 상호관계를 논의했다.

○ 또한 PEM 연료전지를 위한 고급 전극성능을 지배하는 다중현상, 전기 촉매로 CO2를 연료로 환원하기 위한 고급 나노구조 탄소기반 전극사용, 탄소나노튜브 채널을 통한 전이금속 산화환원성질 수정을 비판적으로 강조한다. 나노구조 전극 분야에서 이룩한 최근 발전에 촉매설계를 도입할 필요성이 설명되었다.

○ CO2의 전기촉매 연료로 환원을 위한 고급 나노구조 탄소기반 전극 사용을 간단히 논의했다. CO2를 액체연료로 변환하는 개념이 증명되었지만 아직 이 선택을 적용하기 전에 상당한 개발이 필요하다. 이 반응은 최근에야 연구된 분야로서, 촉매와 전기촉매분야를 위해 유망하다. 탄소나노튜브의 채널 내 나노 감금을 통한 전이금속의 환원산화성 수정이 촉매성능 조정결과 가능한 것이 증명되었다. 일반적인 기준을 위해서 추가 연구가 필요하지만 전기촉매거동을 조정하는 새로운 가능성이 열렸다.

○ 재생에너지와 원자력을 이용하여 CO2와 H2O가 CO2와 H2O에서 산소를 제거하는 비생물학적 공정에 의해 액체탄화수소 연료로 재생될 수 있다. CO2 포획, H2O와 CO2의 해리(dissociation) 그리고 연료합성이다. 해리법은 H2O와 CO2의 열분해, 열화학 사이클, 전기분해 및 광전기 분해를 포함한다.

○ H2O와 CO2의 고온 공동전해가 전기와 열을 매우 효율적으로 사용하며 높은 반응속도를 제공하고 종래의 촉매연료합성 반응기에서 사용을 위해 CO/H2 혼합물을 직접 생산한다. 한국에서도 지구온난화 방지와 청정 지속가능한 에너지를 위한 나노구조 탄소기초 고성능 전극촉매의 연구개발에 도전해야 할 계기로 생각한다.

저자: Gbriele Centi et., al,
자료유형: 학술정보