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한국전기화학회 한국전기화학회

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Vol.28, No.4, November 2025

Core-Shell Ag@Ir Nanoparticle Catalyst for Enhanced Oxygen Evolution Reaction산소발생반응 제고를 위한 Ag@Ir 코어-쉘 나노입자 전기촉매
JKES Vol.28, No.4, pp.201-210, November 2025
DOI : https://doi.org/10.5229/JKES.2025.28.4.201
Seung-taek Hong1, Paula Marielle Ababao1,2, and Ilwhan Oh1*홍승택1·Paula Marielle Ababao1,2·오일환1*
1Department of Applied Chemistry and Energy Convergence Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Gyeongbuk, South Korea 2Mathematics and Physical Sciences Department, FEU Institute of Technology, Manila, 1015, Philippines1금오공과대학교응용화학과 2Mathematics and Physical Sciences Department, FEU Institute of Technology, Manila, 1015, Philippines
C. A. E-mail : ioh@kumoh.ac.kr

산성 조건 하에서 산소 발생 반응(OER)에서 귀금속-귀금속 계면 결합의 역할을 밝히기 위해 화학적 환원법을 통해 Ag@Ir 코어-쉘 나노구조 촉매를 합성했다. XRF를 이용한 조성 최적화 결과, Ag@Ir(1:1)이 가장 활성이 높은 배열로 확인되었으며,질량 활성도는 6.39 A mg–1, 과전압은10 mA cm–2에서 250 mV 였다(85% iR compensation). XPS 분석 결과, Ag와 Ir 사이의 약한계면 전자 결합이 확인되어 Ir에서 Ag로의 전하 재분배가 나타났고, 두 성분의 금속성은 그대로유지하면서 Ir3+/Ir4+ 종이 풍부한 전자 결핍 Ir 표면이 형성되었다. 이러한 전자 상호작용은 Ir의산화 상태를 미묘하게 조절하고 구조적 재구성 없이 OER 반응 속도를 촉진한다. 전기화학적 평가 결과, 12시간 작동 후 과전압이 약 30 mV 증가하는 등 안정적인 성능을 확인했다. 화학적으로 불활성인 Ag 코어는 계면의 온전성을 유지하고 제어된 전자 상호작용을 지원하여 균형 잡힌 활성과 내구성을 제공한다. 이러한 결과는 Ag@Ir 촉매가 Ir 기반 OER 촉매의 계면 전자거동을 이해하기 위한 모델 귀금속-귀금속 시스템임을 보여준다.

 

Ag@Ir core–shell nanostructured catalysts were synthesized through a chemical reduction method to investigate the role of noble–noble interfacial coupling in the oxygen evolution reaction (OER) under acidic conditions. Composition optimization by XRF identified Ag@Ir(1:1) as the most active configuration, achieving a mass activity of 6.39 A mg–1 and an overpotential of 250 mV at 10 mA cm–2 (85% iR compensation). XPS revealed weak interfacial electronic coupling between Ag and Ir, resulting in moderate charge redistribution from Ir to Ag and an electron-deficient Ir surface enriched in Ir3+/Ir4+ species while preserving the metallic nature of both components. This electronic interaction subtly modulates Ir oxidation states and facilitates OER kinetics without structural reconstruction. Electrochemical testing confirmed steady performance with only a ~30 mV increase in overpotential after 12 h of operation. The chemically inert Ag core maintains interfacial integrity and supports controlled electronic inter-action, leading to balanced activity and durability. These results establish Ag@Ir as a model noble–noble system for understanding interfacial electronic behavior in Ir-based OER catalysts.

Keyword : hydrogen economy, water electrolysis, green hydrogen, oxygen evolution reaction, electrocatalysis

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