본 기술은 전이금속 질화물 전구체를 아미노화한 뒤 유기 리간드와 결합시키되, 유기용매와 탈이온수의 비율 및 계면활성제 종류를 조절하여 금속 유기 구조체(MOF)의 0~3차원 네트워크 구조와 쉘(shell) 개수를 정밀하게 제어하는 기술입니다.
기존 금속 유기 구조체는 열, 수분, 산과 염기에 대한 안정성이 낮고 전기 전도도도 낮아 장시간 사용이 어려웠습니다. 특히 고전류 밀도 조건에서는 성능이 급격히 저하되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 금속 전구체 소스를 아미노화한 후 유기 리간드와 혼합하고 환원 처리하여 중합체 형태의 N차원 네트워크 구조를 구현하며, 용매 조성에 따른 차원 제어와 단계별 열처리 온도 제어로 안정적인 쉘 구조를 형성하도록 구성됩니다. 이를 통해 금속-공기 전지의 공기극 촉매와 수전해용 OER 전극에 적용될 수 있어 귀금속 촉매 의존도를 낮추면서 산소 반응의 양방향 활성을 오래 유지할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 유기계 Superionic Plastic Crystal 신물질 설계를 통한 고에너지밀도의 soft materials platform개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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