김상욱 한국과학기술원(KAIST) 교수의 그래핀 기반 단일 원자 촉매 성과가 미국화학회에서 발간하는 학술지에서 재차 조명됐다.
김상욱 교수는 지난 2010년 김용현 물리학과 교수 이론연구팀과 공동연구로 세계 최초 단일 원자 촉매 개발에 성공한 바 있다.
KAIST는 국제학술지 '어카운츠 오브 매터리얼 리서치'가 관련 특별 초청 리뷰 논문을 표지 논문으로 게재했다고 1일 밝혔다.
촉매는 화학반응 효율을 높이는 소재다. 에너지, 환경 및 바이오·헬스 분야 핵심 요소다. 표면에서 화학반응을 일으키는데 단일 원자가 촉매가 된다면 같은 양 촉매로 최대 효율을 낼 수 있다. 이를 세계 최초로 실현한 것이 김상욱, 김용현 교수팀이 개발한 단일 원자 촉매다.
김상욱 교수팀은 탄소나노튜브를 화학적으로 성장시키는 과정에서 철(Fe) 원자가 혈액 속 헤모글로빈 구조와 유사한 단원자 혼성구조를 생성함을 발견, 한 개 원자 기반 새로운 연료 전지 촉매를 제시했다. 해당 촉매는 입자 응집 탓에 수명이 짧은 기존 백금 촉매 한계를 극복할 수 있는 새로운 촉매 형태로 주목받았다.
최근에는 전 세계 많은 연구 그룹이 단일 원자촉매 연구에 뛰어들고 있다. 새로운 고효율 촉매를 개발하기 위해 가장 전망이 밝은 분야로 각광받고 있다.
김상욱 교수는 “이번에 출판된 총설에는 그래핀과 같은 나노소재에 금속원소를 도핑하는 방식에서 시작된 단일 원자 촉매 제조부터 구조와 물성, 응용까지 망라한 최신 연구 동향이 잘 정리돼 있다”며 “향후 고효율 단일 원자 촉매 상용화 시발점이 될 것”이라고 논문 의의를 설명했다.
한편 김상욱 교수는 국내에서 유일하게 어카운츠 오브 매터리얼 리서치 편집위원으로 활동하고 있다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
