KAIST, 대기조건서 나노입자와 단일원자 촉매 합성
광열효과 좋은소재에 빛 쪼여..빠르게 합금촉매 제작
광열효과 좋은소재에 빛 쪼여..빠르게 합금촉매 제작
KAIST 제공
KAIST는 최성율 전기·전자공학과 교수 연구팀과 김일두 신소재공학과 교수 연구팀이 공동으로 강한 빛을 다양한 탄소 소재에 쪼여 0.02초 이내 나노입자 촉매와 단일 원자 촉매를 대기 조건에서 합성하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.
이 합성법은 광열효과가 뛰어난 소재(탄소 나노섬유, 그래핀 산화물, 맥신)에 여러 종류의 금속염을 고르게 섞어주고, 빛을 가하면 초고온과 빠른 속도로 최대 9성분계의 합금 촉매를 만들 수 있다. 합금 촉매는 연료전지, 리튬황 전지, 공기 전지, 물 분해 수소생산 등에 널리 활용할 수 있고, 고가의 백금 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.
연구팀은 광열효과를 통해 단일원자 촉매의 신규 합성법도 개발했다. 그래핀 산화물에 멜라민과 금속염을 동시에 섞어 빛을 쪼이면 단일원자 촉매가 결합된 질소 도핑 그래핀을 합성할 수 있다. 백금과 코발트, 니켈 등의 다양한 단일원자 촉매가 고밀도로 결착돼 있어 다양한 촉매에 응용할 수 있다.
최성율·김일두 KAIST 교수는 "강한 빛을 소재에 짧게 조사하는 간편한 합성법을 통해 단일 원소 촉매부터 다성분계 금속 나노입자 촉매의 초고속, 대면적 합성을 가능하게 하는 새로운 촉매 합성 공정 플랫폼이 될 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 나노 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)' 11월호에 속표지 논문으로 선정됐으며, '에이씨에스 나노(ACS Nano)' 12월호 속표지 논문으로도 출간 예정이다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
KAIST 제공
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
