기초과학연구원, 나노촉매 화학전류 측정 성공
다양한 친환경에너지 저장·전환시스템 연구 도움 점쳐져
2015-02-16 이송 기자
기초과학연구원 나노물질·화학반응연구단은 나노촉매표면의 화학반응을 실시간으로 관찰하기 위해 촉매 나노다이오드장치를 개발해 나노촉매표면에서 발생한 화학전류 흐름을 측정하는데 성공했다.
이 연구진에서 개발한 새로운 촉매나노다이오드는 얇은 금속박막과 반도체로 이뤄진 나노다이오드 표면 위에 백금나노입자를 배열·제작한 것. 연구진은 이를 이용해 나노미터크기의 금속입자로 극대화된 나노촉매표면에서 화학전류 흐름을 측정했다.
측정결과 1.7mm 촉매가 4.2mm크기의 촉매활성도가 50% 증가한 동시에 화학전류생성효율이 5배 향상하는 사실이 확인됐다.
또 연구진은 수수산화반응 중 금속나노촉매표면에서 발생한 화학전류 흐름을 검출하고 나노입자 크기에 따른 촉매활성화와 촉매에너지변화를 비교하는데도 성공했다.
이번 연구로 화학전류를 이용한 고효율 나노촉매개발과 다양한 친환경에너지 저장·전환 시스템 연구에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
박정영 기초과학연구원 나노물질·화학반응연구단 그룹리더는 “나노촉매의 성능향상 등을 위한 연구가 꾸준히 진행돼 왔지만 화학전류 등 촉매반응의 정확한 원인과 과정 등은 베일에 싸여져 있었다”면서 “이번 연구로 나노물질표면에서 일어나는 화학촉매와 화학전류 간 반응 메커니즘을 이해하는 이론적 기반을 제공할 수 있게 됐다”고 설명했다.
이어 그는 “이를 토대로 화학전류를 이용한 고효율 나노촉매와 에너지소모절감기술개발이 가능한 만큼 에너지·환경 분야에 기여할 것”으로 기대했다.
한편 이번 성과는 화학저널 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemi International Edition)’ 온라인에 게재됐다.