IBS 박정영 교수팀 관측 성공, 차세대 고효율 촉매 개발 기여

국내 연구진이 나노촉매 반응 시 표면에서 발생하는 화학전류(핫전자)를 측정할 수 있는 촉매센서를 개발했다.

화학반응의 반응속도를 조절해 주는 촉매의 정확한 측정으로, 차세대 고효율 촉매를 개발하는 데 기여할 전망이다.

기초과학연구원(IBS) 나노물질및화학반응연구단 그룹리더 박정영 교수(KAIST EEWS대학원 교수) 연구팀은 그래핀을 이용해 새로운 핫전자 촉매센서를 개발하고 백금나노촉매에서 발생하는 핫전자를 정밀하게 관측하는 데 성공했다고 10일 밝혔다. 핫전자는 화학반응 중 촉매 표면에서 발생하는 화학전류로, 촉매의 근본적인 작동원리를 규명하는 데 매우 중요 단서가 된다.

그러나 수명이 펨토초(1000조 분의 1초)에 불과해 측정은 물론 검출조차도 어려웠다. 연구팀은 지난해 꿈의 신소재로 주목받는 그래핀을 활용해 이 핫전자의 측정에 성공한데 이어 이번에 정확히 측정할 수 있는 센서를 개발했다.

이번 연구로 핫전자의 거동을 가시적으로 관찰하고 그 특성을 규명해낼 수 있게 돼, 차세대 촉매를 설계하고 분석하는데 획기적인 전환점을 맞이할 것으로 연구팀을 기대하고 있다. 연구팀은 그래핀을 활용해 핫전자 검출 효율과 정밀도를 비약적으로 끌어올렸으며, 촉매와 반응물질 간의 계면저항을 46%까지 낮췄다.

박정영 그룹리더는 “원자 한층으로 이루어진 그래핀을 이용해 촉매반응에서 나오는 핫전자를 정밀하게 측정할 수 있었다”며 “그래핀 핫전자 촉매센서는 기술적 한계로 어려움이 있었던 핫전자와 촉매특성간의 관계를 정량적으로 분석하기에 충분해, 향후 고효율 차세대 나노촉매 물질 개발에 중요한 척도가 될 것”이라고 말했다.

나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr
저작권자 © 충청투데이 무단전재 및 재배포 금지