Synthesis of electrocatalysts for lithium-air batteries

1. Abstract

리튬-공기 전지(리튬-에어 배터리)는 이론적인 에너지 밀도가 높아 차세대 에너지 저장 시스템으로 주목받고 있다. 그러나 이 기술의 상용화를 가로막는 주요 문제 중 하나는 효율적인 전환 반응을 촉진할 수 있는 전기촉매의 개발이다. 리튬-공기 배터리는 리튬 이온의 산화 및 환원 반응에 의해 에너지를 저장하고 방출하며, 이 과정에서 공기 중의 산소와 반응하게 된다. 따라서 산소 환원 반응(ORR) 및 리튬 산화 반응(ROL)과 같은 전자 전이 반응이 핵심적인 역할을 하며, 이 반응들을 효과적으로 촉진할 수 있는 전기촉매가 필요하다. 현재 기존의 리튬-공기 전지 시스템에서는 촉매의 낮은 전도성, 불안정성, 그리고 그로 인한 활성도 저하와 같은 여러 가지 문제점이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 금속-산화물 기반, 화합물 기반, 그리고 나노 구조체 기반의 새로운 전기촉매가 연구되고 있다. 예를 들어, 금속 산화물이나 박막 형식의 나노 촉매는 높은 전도성과 함께 표면적이 넓어 더욱 효과적인 반응이 일어날 수 있도록 설계된다. 또한, 다양한 합성 방법들이 제안되고 있으며, 이 중 알칼리 매트릭스에서의 고온 열처리나 원자…