- Temperature-dependent carbon shell engineering for highly durable Pt@C catalysts in the oxygen reduction reaction

 - Eunbi Park, Eunjik Lee*, Jungmin Han, Youngjoo Whang, Yongmin Kwon, Narim Kim, Byeong-Seon An, Namgee Jung*, Gu-Gon Park*

 - Applied Surface Science, 2025, 698, 163043 (IF: 6.9)

 - 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.163043

 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)에 사용되는 백금 기반 촉매(Pt/C)는 작동 중 백금 입자의 응집, 용해, 탈착 등으로 인해 내구성이 저하되는 문제가 있습니다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 백금 입자를 탄소 쉘로 캡슐화하는 전략이 제시되었습니다. 그러나 기존 합성법은 공정이 복잡하거나, 형성된 탄소 쉘이 과도하게 두꺼워 성능을 저해하는 한계가 있습니다.

 본 연구에서는 간단한 건식 공정을 통해 탄소 쉘 코팅 백금 촉매(Pt@C/C)를 합성하는 실용적인 전략을 제시합니다. Pt(acac)₂와 카본 블랙을 건식으로 혼합한 뒤, 질소 분위기에서 열처리하는 단일 공정으로 초박형 탄소 쉘이 형성된 Pt@C/C 촉매를 구현하였습니다. 열처리 온도에 따른 탄소 쉘 구조의 변화를 in-situ TEM으로 분석하였으며, 전기화학적 평가 결과, 본 촉매는 상용 Pt/C 대비 우수한 산소환원반응(ORR) 활성과 내구성을 입증하였습니다.