[이코노미 줌In] 백금 단일 촉매 전기화학 반응 적용

KAIST 이현주 교수팀 성공 … 신재생 에너지분야 활용도 커

KAIST(총장 강성모)는 이현주 생명화학공학과 교수 연구팀과 연세대학교 알로이시우스 순(Aloysius Soon) 교수팀이 공동으로 불균일계 백금 단일원자 촉매를 전기화학 반응에 적용시키는 데 성공했다고 27일 밝혔다.

백금은 공기 중 쉽게 부식되지 않고 단단해 각종 신재생 에너지 분야에서도 활용도가 높아 주목받고 있는 소재다. 최근 백금 단일원자 촉매의 개발이 활발하게 이뤄지고 있다.

백금 단일원자 촉매는 각각의 백금 원자가 따로 떨어져 있는 촉매로모든 원자가 반응에 참여할 수 있는 이상적인 촉매 시스템이다. 그러나 단일원자 촉매를 전기 화학 반응에 적용한 사례는 없었다.

순 교수는 2012년 밀도범함수 이론(Density functional theory) 계산을 통해 전도성을 가진 질화 티타늄에 존재하는 결함자리에 백금 단일원자가 존재할 수 있음을 이론적으로 증명했다. 순 교수는 이듬해 백금 단일 원자가 기존 촉매와는 전혀 다른 특성을 보일 것으로 예측했다.

이 교수 연구팀은 순 교수 연구팀의 시뮬레이션 결과를 토대로 클로린 리간드를 통해 전도성이 있는 질화 티타늄 나노입자 위에 백금 단일원자 촉매를 만드는 데 성공했다.

백금 단일원자 촉매는 백금 나노입자와 전혀 다른 반응성 및 선택성을 나타냈다.

과산화수소 생성 반응에서 기존의 최고 성능보다 약 3배 향상된 질량당 반응성, 65%의 높은 선택도를 보였다.

최소망 기자 somangchoi@