단일 입자 전기화학을 통한 암모니아 보레인 산화 반응의 팔라듐 나노입자 활성 연구 = Study on Single-Entity Electrochemistry of Palladium Nanoparticle for Electrocatalytic Ammonia Borane Oxidation

국문 초록 (Abstract)

단일 입자 전기화학을 통한 암모니아 보레인 산화 반응의 팔라듐 나노입자 활성 연구 암모니아 보레인은 고효율 에너지원으로 큰 관심을 끌어, 암모니아 보 레인의 전기화학적 산화에 대한 광범위한 연구가 이루어지고 있다. 연 구의 주요 중점 중 하나는 암모니아 보레인의 산화 반응을 향상시키기 위한 촉매의 개발이다. 본 연구에서는 단일 입자 전기화학 기술을 도입 하여, 금, 은, 팔라듐 나노입자의 암모니아 보레인 산화 반응의 전기촉 매적 특성을 분석하였다. 금과 은 나노입자의 경우, 전기화학적 촉매 활성을 갖는 전류가 관찰되는 벌크 전극과는 다르게, 나노입자를 사용 한 단일 개체 전기화학 실험에서 뚜렷한 전류 신호가 관찰되지 않았다. 그러나 팔라듐 나노입자를 사용한 경우, 단일 입자 전기화학 측정에서 뚜렷한 계단 모양의 신호가 관찰되었다. 팔라듐 나노입자의 단일 입자 전기화학 전류 신호 변화에 대해 다양한 인가 전위, 암모니아 보레인의 농도 및 나노입자의 농도 하에서의 조건을 연구하였다. 단일 입자 전기 화학 신호의 분석을 통해 팔라듐 나노입자를 암모니아 보레인 산화 반 응의 전기화학적 촉매로써 최적화할 수 있는 구체적인 조건을 밝혔다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ammonia borane (AB) has gained substantial interest as a high-efficiency energy source, leading to extensive research on its electrochemical oxidation. A primary focus of research is the development of electrocatalysts to enhance the AB oxidation. Utilizing the innovative technique of single-entity electrochemistry (SEE), we investigated the electrocatalytic characteristics of gold (Au), silver (Ag), and palladium (Pd) nanoparticles (NPs) in the context of AB oxidation. In the case of Au and Ag NPs, SEE experiments failed to produce a discernible current response, unlike the electrocatalytic currents observed with bulk electrodes. However, when employing Pd NPs, distinct staircase current responses emerged in the SEE measurements. Further investigation delved into the variations in the SEE current response for Pd NPs under different applied potentials, AB concentrations, and NP concentrations. Analysis of the SEE response shed light on the specific conditions under which Pd NPs can effectively catalyze AB oxidation at the single NP level.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 2 장 이론 4
• 제 1 절 단일 입자 전기화학 4
• 제 2 절 전기촉매 증폭법 6
• 1. 계단형 전류 신호 8
• 2. 깜빡임 신호 11
• 제 3 장 실험방법 14
• 제 1 절 시약 및 전극 재료 14
• 제 2 절 기기 장치 14
• 제 3 절 나노입자 제조 15
• 1. 팔라듐 나노입자 제조 15
• 2. 금 나노입자 제조 17
• 3. 은 나노입자 제조 19
• 제 4 절 초미세전극 제작 21
• 제 4 장 실험 결과 및 고찰 23
• 제 5 장 결 론 40
• 참고문헌 41
• 국문초록 48