$LaMnO_3$에서 산소 촉매 활성에 미치는 입계의 영향

Abstract

기존의 산소 촉매 반응에서는 귀금속 기반의 촉매가 가장 보편적으로 사용되었기 때문에 친환경에너지 기기의 대형화나 일반적인 보급에 있어서 한계가 있었다. 이를 대체하기 위하여 염기성용액에서의 페로브스카이트 산화물 촉매를 활용한 연구가 다수 진행되었으나, 산소 촉매 활성의근원에 관하여서는 아직까지 명확하게 밝혀지지 않았다. 페로브스카이트에 관한 대다수의 촉매연구들은 전기전도도가 높은 물질의 개발이나 표면적을 넓히는 등의 방향으로 많이 이루어지고있을 뿐, 촉매 활성부위로 알려진 결정 결함에 의한 영향에 대한 연구는 거의 전무하다. 본연구에서는 염기성 용액에서 높은 활성도를 나타낸다고 알려진 La 기반의 페로브스카이트 산화물중에서 $LaMnO_3$를 이용하여 표면 결함과 산소 촉매 특성 간의 상관 관계에 관하여 분석하였으며,그 결과 표면의 결정립계의 밀도가 높을수록 높은 산소 촉매 활성도를 나타냄을 확인하였다. $LaMnO_3$ 단일 물질을 이용한 반응 및 분석을 통하여 물질 고유의 전기화학적 특성을 밝혔으며,이는 촉매의 설계에 있어 새로운 진보성을 부여할 수 있다는 가능성을 보였다.