Synthesis of electrocatalysts for lithium-air batteries

1. Abstract

리튬-공기 배터리는 높은 에너지 밀도와 지속 가능한 에너지 저장 기술로서의 가능성 때문에 최근 많은 관심을 받고 있다. 이러한 배터리는 리튬 이온이 금속 리튬 전극과 산소 기체 사이에서 전기화학 반응을 통해 전력을 생성하는 작용 메커니즘을 가진다. 하지만 리튬-공기 배터리의 상용화에는 몇 가지 기술적 어려움이 존재하며, 그 중에서도 전기화학적 반응을 촉진하는 효율적인 촉매의 필요성이 특히 강조된다. 따라서 이 연구에서는 리튬-공기 배터리에서 중요한 역할을 하는 전기촉매의 합성과 특성에 대해 집중적으로 논의한다. 전기촉매는 전기화학 반응의 속도를 증가시키며, 리튬-공기 배터리에서는 산소 환원 반응(ORR)과 리튬 과산화물의 생성에 대한 역할이 중요하다. 효율적인 전기촉매가 없으면, 반응 속도가 느려지고 배터리의 성능과 수명이 저하된다. 최신 연구들은 다양한 물질을 기반으로 한 전기촉매의 합성법을 제시하고 있으며, 이들은 복합 나노구조, 금속-유기 골격체, 그래핀 및 카본 기반 재료 등을 포함한다. 이러한 촉매들은 높은 표면적, 전도성, 안정성을 제공하여 리튬-공기 배터리의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다…(생략)