화실기2 Exp.4 Synthesis of electrocatalysts for lithium-air batteries

1. 서론

리튬-공기 배터리는 차세대 에너지 저장장치로 주목받고 있으며, 높은 에너지 밀도와 친환경적 특성으로 인해 전기차와 모바일 기기 분야에서 성장 잠재력을 갖추고 있다. 기존 리튬이온 배터리와 비교했을 때, 리튬-공기 배터리는 약 10배 이상의 에너지 저장 용량을 보유하고 있어 2023년 글로벌 시장에서는 연평균 성장률이 35%에 달할 것으로 예상된다. 그러나 실제 상용화에 장애물이 존재하는데, 그 중 핵심 문제는 전극 소재의 효율성과 안정성에 있다. 전극에서의 촉매 활성을 높이고 충전 및 방전 과정에서의 반응 효율을 극대화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 산소 환원반응(ORR)과 산소 발생반응(OER)을 촉진하는 전기촉매의 개발이 중요한 과제로 부상하고 있다. 기존의 백금계 촉매는 우수한 성능을 나타내나, 가격이 높아 상용화에 제한적이다. 그래서 최근에는 결함이 많은 금속 산화물, 전이 금속 칼코제닉스, 탄소 기반의 촉매 등이 대안으로 연구되고 있으며, 그 가운데 특히 나노구조화된 촉매가 우수한 성능을 보여주고 있다. 이러한 촉매 개발은 배터리의 충전 시간 단축과 수명 연장을 가능하게 하여, 올해 글로벌 시장에서…