체인 형태의 Co mesosphere를 템플레이트로 활용하여 이리듐(Ir) 전구체와의 갈바닉 치환 반응(galvanic replacement reaction, GRR)을 통해 저함량 Ir 기반의 CoIr 촉매를 합성하였다. 합성된 CoIr 촉매는 hollow 구조와 다공성 특성을 나타내었으며, SEM, TEM, EDX 및 XPS 분석을 통해 CoIr core-shell 구조와 Ir 성분의 도입을 확인하였다. 전기화학적 특성은 1.0 M NaOH 전해질에서 산소발생반응(oxygen evolution reaction, OER)을 통해 평가하였다. 1.0 mM Ir 전구체 농도 조건에서 합성된 CoIr-(10) 촉매는 상용 Ir-20/C 촉매와 비교하여 유사한 수준의 과전위와 Tafel 기울기를 나타 내었으며, 우수한 OER 활성을 보였다. 특히 약 3 at.% 수준의 낮은 Ir 함량에도 불구하고 상용 촉매 수준의 전기화학적 특성을 유지함을 확인하였다. 이러한 결과는 hollow 구조에 의한 높은 비표면적과 CoIr 계면에서의 시너지 효과에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구에서 합성된 CoIr 촉매는 귀금속 사용량을 크게 감소시키면서도 우수한 OER 활성을 나타내어, 알칼라인 수전해용 고효율 저귀금속 촉매로서의 활용 가능성을 제시한다.

Chain-like Co mesospheres were employed as sacrificial templates to synthesize low-Ir-content CoIr catalysts through a galvanic replacement reaction (GRR) with Ir precursors. The synthesized CoIr catalysts exhibited hollow and porous architectures, while SEM, TEM, EDX, and XPS analyses confirmed the formation of CoIr core-shell structures with successfully incorporated Ir species. The electrocatalytic oxygen evolution reaction (OER) performance was evaluated in 1.0 M NaOH electrolyte. Among the synthesized catalysts, CoIr-(10), prepared using a 1.0 mM Ir precursor solution, exhibited overpotential and Tafel slope values comparable to those of commercial Ir-20/C, demonstrating excellent OER activity. Notably, the optimized CoIr catalyst maintained commercial-level electrochemical performance despite containing only ~3 at.% Ir. The enhanced OER activity is attributed to the high surface area arising from the hollow porous structure and the synergistic interfacial interaction between Co and Ir species. These findings demonstrate that the synthesized CoIr catalyst is a promising low-noble-metal electrocatalyst for alkaline water electrolysis by significantly reducing noble-metal usage while maintaining high OER performance.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
    2-1. 시약
    2-2. 기기의 사용
    2-3. Co mesospheres 촉매의 합성
    2-4. 속빈 다공성 CoIr 촉매의 합성
    2-5. 전기화학적 측정
3. 결과 및 고찰
    3-1. 촉매의 구조 및 형태학적 특성
    3-2. 촉매의 조성 및 표면 화학적 특성
    3-3 전기화학적 OER 특성
4. 결 론
References

• 노승욱(대구대학교 화학과) | Sunguk Noh (Department of Chemistry, Daegu University, Gyeongsan 38453, Korea)
• 심준호(대구대학교 화학과, 대구대학교 화학교육과) | Jun Ho Shim (Department of Chemistry, Daegu University, Gyeongsan 38453, Korea, Department of Chemistry Education, Daegu University, Gyeongsan 38453, Korea) Corresponding author
• 송종원(대구대학교 화학교육과) | Jong-Won Song (Department of Chemistry Education, Daegu University, Gyeongsan 38453, Korea)