국내 연구팀이 국제 공동연구를 통해 수소가스의 상업화에 이용할 수 있는 나노촉매의 활성작용을 규명하는 데 성공했다.
박준범 전북대 사범대 과학교육학부 교수는 최근 미국 브룩헤븐 국립 연구소팀과 공동으로 복합 산화물 지지체 위에서의 금 나노 입자의 구조 및 탁월한 촉매 활성도를 규명했다고 5일 밝혔다
박교수 등 연구팀은 세리움(Ce) 원자를 타이타니아(이산화티타늄) 표면위에 증착시켰을 때 세리움 이온은 타이타니아 표면 위의 산소 이온과 결합, 일반적으로 예상하기 어려운 산화상태를 나타냈다. 이러한 독특한 산화상태의 세리아가 금 나노 입자와 결합해 높은 촉매 활성을 보인다는 사실을 규명했다.
연구팀이 나노 크기의 촉매구조를 주사식 터널 현미경과 광전자 분광법, 밀도 범함수이론(DFT) 등을 사용해 분석했다. 지금까지 알려진 어느 촉매보다 수소가스 전환반응과 일산화탄소 산화반응에서 높은 활성을 보였다.
이같은 연구성과는 박 교수가 제1저자로 ‘나노 사이즈의 세리아-타이타니아-금 복합나노입자의 (Au/CeO2/TiO2) 높은 촉매 활성도에 관한 연구’ 라는 제목으로 국제학술지 ‘미국 국립과학원회보(PNAS)’ 최근호에 실렸다.
수소가스 촉매제를 개발할 수 있다는 점에서 기대를 모은다.
박교수는 “미래 에너지원으로 주목받는 수소가스 개발에 나노 촉매들이 상업적으로 이용될 수 있을 것으로 예상한다”면서 “미국 연구팀과 공동으로 더욱 혁신적인 촉매 개발에 노력할 계획”이라고 말했다.
전주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr