청정에너지의 새로운 미래, 고효율 전기촉매 수소발생 전극

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요즘 베이징은 또다시 화합물로 인한 안개에 휩싸여 있어, 불만의 목소리가 끊이지 않고 있습니다. 오늘은 그 안개 뒤에 숨겨진 문제들과 ‘당황스러운 상황들’에 대해 이야기해보겠습니다. 안개의 발생 원인은 인간의 활동에만 국한되는 것은 아니지만, 그 주된 원인은 화석연료의 연소라는 점은 부인할 수 없습니다. 현재의 사회 에너지 구조에서는 최근 몇 년간 신재생에너지가 빠르게 발전하고 있지만, 여전히 전통적인 화석연료가 80% 이상을 차지하고 있습니다. 이러한 화석연료의 장기적인 연소는 심각한 환경 오염과 점점 더 심해지는 온실 효과를 초래합니다. 화석연료가 재생될 수 없다는 사실도 인류가 직면한 큰 과제입니다. 유일한 해결책은 청정에너지를 개발하는 것입니다. 얼마 전, 우리나라 칭화대학교의 연구팀은 고성능의 전기촉매 수소발생 전극으로 사용할 수 있는, 화합물 기반의 자가지지 구조를 가진 “WS2/WO2.9/C” 복합박을 제작해냈습니다.연구자들은 간단한 스크리닝 코팅과 열처리 공정을 이용하여 그라파이트 용지 위에 이러한 박막 재료를 제작했다.이 복합 박막은 전도성 탄소 기판에 내장된 WS2 나노시트와 WO2.9 나노와이어가 복합되어 구성됩니다.인서트 구조 덕분에 촉매 활성을 가진 WS2 나노시트의 가장자리 부분이 박막 표면에 노출되며, 소분자 기술의 접촉 저항이 감소한다.열처리 공정에서 미량의 산소가 도입되면서 금속성을 가진 WO2.9 나노선이 형성되었으며, WS2/WO2.9의 이종접합은 전도성을 더욱 향상시켰다.또한, WS2 층의 중심부 기면에는 황 공위가 형성되어 촉매 활성이 향상되었으며, WO2.9 역시 일정한 촉매 활성을 가지고 있습니다.WS2와 WO2.9의 상호작용 덕분에, “WS2/WO2.9/C” 복합박막은 우수한 수소발생 촉매 활성을 보입니다. 수소발생 전위는 20 mV에 달하며, 타펠 기울기는 36 mV/dec로, 이는 Pt/C 전극의 성능과 매우 유사합니다. 모기장 관련 소식은 모판넷(www.molfind.cn)에서 가져왔습니다