In this study, we successfully developed an electrochemical cathodic catalyst with a previously unreported structure. In essence, a new material was fabricated by doping EDTA-Co with P. EDTA has six ligand sites and forms an octahedral structure through six coordination bonds with transition metals. In addition, by doping hetero atoms, the atomic and spin charge density of the catalyst surface are changed to lower the adsorption energy of oxygen, which leads to more favorable reactions and enhances the catalytic properties. Co and P were added to EDTA to synthesize a successful catalyst, and testing confirmed an increase in electrochemical performance due to the addition of Co and P. Moreover, this work demonstrates that the synergy effect exceeds that of simply adding Co and P.

이번 연구를 통해서 이전에 보고되지 않은 구조를 가진 전기화학 음극 촉매를 성공적으로 개발했다. 이는 EDTA와 Co의 결합에 P를 도핑함으로써 제작되었다. EDTA는 6개의 리간드 부위를 통하여 전이금속과 6개의 배위결합을 진행하여 팔면체의 구조를 형성한다. 또한 헤테로 원자를 도핑함으로써, 촉매 표면의 원자 및 스핀전하 밀도를 변화시켜 산소의 흡착에너지를 낮추어 산소환원반응에 보다 유리하게 변화시켜 촉매의 특성을 향상시킨다. 성공적인 촉매를 합성하기 위해 간단한 1단계 열분해 반응을 통하여 Co 및 P를 EDTA와 합성하였으며, 그 결과 Co 및 P의 첨가로 인해 전기화학적 특성의 증가가 증명되었다. 또한 이 연구는 단순히 Co와 P가 각각 더해지는 효과 그 이상의 상승효과를 보였다.

Keywords: oxygen reduction reaction (ORR), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), phosphorus (P) doping micro-porous carbon, high specific surface area, six coordination between Co and EDTA