주사 터널 링 전자 현미경 을 이용 한 백금 - 니켈 촉매 표면 의 실시간 표면 직접 관찰 이미지 ( KAIST 제공 ) © News 1 ( 대전 ㆍ충남 = 뉴스 1 ) 김태진 기자 = 한국과학기술원 ( KAIST · 총장 신성철 ) 은 EEWS 대학원 박정영 , 정유성 교수 연구 팀 이 합금 촉매 표면 에서 벌어지 는 화학 반응 과정 을 실시간 으로 관찰 해 합금 촉매 의 반응 성 향상 과 직결 된 반응 원리 를 규명 했 다고 14 일 밝혔 다 . 합금 촉매 는 단일 금속 또는 금속 산화물 촉매 에 비해 뛰어난 성능 을 보여 연료전지 반응 이나 탄소 계열 공업 화학 반응 등 에 이용 되 고 있 다 . 하지만 합금 촉매 반응 의 결과 에 대한 근본 적 인 원리 는 자세히 밝혀 지 지 않 아 촉매 연구 과정 에서 발생 하 는 예상 치 못한 결과 를 설명 하 기 어려웠 다 . 연구 팀 은 이러 한 문제 를 해결 하 기 위해 기존 표면 직접 관찰 기기 의 한계점 을 크 게 개선 한 ‘ 상압 주사 터널 링 전자 현미경 ’ 과 ‘ 상압 X - 선 광전자 분광기 ’ 를 활용 , 백금 - 니켈 합금 촉매 표면 의 역동 적 인 변화 과정 을 관찰 했 다 . 이 를 통해 연구 팀 은 실제 반응 환경 에서 백금 - 니켈 합금 촉매 의 반응 성 향상 이유 가 금속 - 산화물 계면 나노 구조 의 표면 형성 으로부터 시작 된다는 것 을 밝혀냈 다 . 또 일산 화 탄소 산화 반응 과정 에서 백금 혹은 니켈 산화물 단일 촉매 에 비해 금속 - 산화물 계면 나노 구조 가 갖 는 비교 적 낮 은 활성 화 에너지 는 촉매 반응 원리 상 반응 성 향상 에 보다 유리 한 화학 반응 경로 를 제시 할 수 있 음 을 확인 했 다 . 이러 한 결과 는 밀도 범함수 이론 을 바탕 으로 한 양자 역학 모델링 계산 결과 를 통해 입증 됐 다 . 박정영 교수 는 “ 초고진공 환경 을 기반 으로 한 기존 의 표면 과학 이 풀 지 못한 실제 반응 환경 에서 의 합금 촉매 반응 과정 을 직접 관찰 한 첫 연구 사례 ” 라며 “ 합금 촉매 의 계면 이 촉매 향 상도 를 높일 수 있 고 , 현재 진행 중 인 촉매 전자학 연구 와 도 밀접 한 관계 를 가지 고 있 어 앞 으로 다양 한 종류 의 실제 반응 환경 에 근접 한 촉매 표면 반응 을 연구 할 계획 ” 이 라고 밝혔 다 . 정유성 교수 는 “ 직접 관찰 과 양자 계산 을 통해 합금 촉매 의 주 된 활성 자리 가 계면 임 을 규명 한 연구 " 라며 " 다양 한 합금 촉매 의 설계 및 최적화 에 중요 한 단서 가 될 것 ” 이 라고 말 했 다 . 이번 연구 는 기초 과학 연구원 및 한국연구재단 , GIST ( 광주 과학 기술원 ) 등 의 지원 으로 수행 됐 다 . 광주 과학 기술원 ( GIST · 총장 문승현 ) 물리 광 과학 과 문봉진 교수 연구 팀 과 공동 으로 수행 한 이번 연구 결과 는 종합 과학 분야 국제 학술지 ‘ 사이언스 어 드 밴 시스 ( Science Advances ) ’ 지난 13 일자 온라인 판 에 게재 됐 다 . memory 444444 @ news 1 . kr ▶ [ 뉴스 1 ] 채널 설정 하 기 ▶ 제보 하 기 ▶ 2018 러시아 월드컵 기사 보 기 [ © 뉴스 1 코리아 ( news 1 . kr ) , 무단 전재 및 재 배포 금지 ]