Research Performance

[이과대학] 이동일 교수팀, 원자 수준의 촉매 활성점 이식 기술 개발

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  • Writer 연세기술지주
  • Date 23.01.17

이동일 교수팀, 원자 수준의 촉매 활성점 이식 기술 개발

국제 저명 학술지 ‘ACS Energy Letters (IF 23.101)’ 게재


[사진. (왼쪽부터) 이동일 교수, 성호은 연구원]


이과대학 화학과 이동일 교수 연구팀(제1저자: 성호은 통합과정생)은 나노입자 촉매에 이산화탄소 전환 반응 활성점을 원자 수준으로 이식하는 기술을 개발했다. 


이산화탄소를 이용한 화합물 생성 연구는 기후 변화 대응과 동시에 유용 물질을 생산할 수 있기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 그중에서도 합성 가스와 고분자 제조의 전구체로 사용되는 일산화탄소 생성 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 금을 기반으로 한 나노 촉매는 높은 이산화탄소 전환 성능을 나타내지만, 높은 촉매 단가의 문제로 인해 실용화는 어려운 실정이다. 

 

[그림. 은 나노촉매(왼쪽)에 금 활성점 이식을 통한 합금 촉매(오른쪽) 제조]


이동일 교수 연구팀은 25개의 은 원자로 이뤄진 Ag25 나노입자에 금 활성점을 원자 수준으로 이식해 원자 수준으로 규명된 AuAg12Au12 합금 나노 촉매를 합성했다. 금 활성점이 이식된 합금 나노 촉매는 기존 은 나노입자에 비해 이산화탄소 전환 활성이 크게 증가해 순수 금 나노 촉매와 유사한 활성을 나타냈다. 또한, 실시간 반응 활성점 분석을 통해 이산화탄소 전환 반응이 이식된 금 활성점에서 일어난다는 것을 확인했다.


이동일 교수는 “나노 촉매 연구에서 활성점을 원자 수준으로 이식한다는 개념을 최초로 입증한 연구 결과로, 앞으로 다양한 촉매 연구에서 반응 활성점 이식을 통한 촉매 성능 향상이 가능할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다. 


본 연구는 한국연구재단의 Carbon-to-X 기술 개발 사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 저명 학술지인 ‘ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters, IF 23.101)’에 최근 게재됐다.


논문정보

● 논문제목: Promoting CO2-to-CO Electroreduction via the Active-Site Engineering of Atomically Precise Silver Nanoclusters

● 논문주소: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c02018


*출처: 연세소식 (2023.1.9.)