KAIST 박정영 교수 " 반응 과정 직접 관찰 첫 사례 " ( 서울 = 연합뉴스 ) 이주영 기자 = 국내 연구 진이 백금 - 니켈 합금 촉매 가 일산 화 탄소 산화 반응 을 촉진 하 는 과정 을 실제 반응 환경 에서 처음 으로 직접 관찰 , 합금 촉매 의 화학 반응 촉진 원리 를 밝혀냈 다 . 한국과학기술원 ( KAIST ) EEWS 대학원 박정영 · 정유성 교수 팀 은 14 일 광주 과기원 ( GIST ) 물리 · 광 과학 과 문봉진 교수 팀 과 공동 연구 로 백금 - 니켈 합금 촉매 표면 에서 일어나 는 화학 반응 과정 을 실시간 으로 관찰 , 합금 촉매 의 반응 성 향상 원리 를 규명 했 다고 밝혔 다 . 주사 터널 링 전자 현미경 으로 백금 - 니켈 촉매 표면 의 초고진공 , 상압 일산 화 탄소 , 상압 산소 , 일산 화 탄소 산화 반응 환경 에서 의 표면 을 실시간 으로 직접 관찰 한 이미지 . [ KAIST 제공 = 연합뉴스 ] 합금 촉매 는 단일 금속 또는 금속 산화물 촉매 보다 뛰어난 성능 을 보여 연료전지 반응 이나 탄소 계열 공업 화학 반응 등 에 이용 된다 . 하지만 합금 촉매 의 반응 성 향상 근본 원리 는 자세히 밝혀 지 지 않 아 촉매 연구 과정 에서 발생 하 는 예상 치 못한 결과 를 설명 하 기 가 어려웠 다 . 연구 팀 은 이 문제 해결 을 위해 표면 을 직접 관찰 하 는 데 사용 해 온 기존 기기 의 한계점 을 크 게 개선 한 ' 상압 주사 터널 링 전자 현미경 ' 과 ' 상압 X - 선 광전자 분광기 ' 를 활용 해 백금 - 니켈 합금 촉매 의 표면 에서 일산 화 탄소 산화 반응 이 일어날 때 나타나 는 역동 적 인 변화 과정 을 관찰 했 다 . 이 를 통해 실제 반응 환경 에서 백금 - 니켈 합금 촉매 가 일산 화 탄소 산화 반응 의 반응 성 을 향상 시키 는 것 은 금속 - 산화물 계면 나노 구조 의 표면 형성 에서 시작 된다는 사실 을 밝혀냈 다 . 또 양자 역학 모델링 계산 으로 백금 - 니켈 합금 촉매 의 반응 성 향상 효과 가 우수 한 것 은 합금 촉매 금속 - 산화물 계면 나노 구조 의 활성 화 에너지 가 백금 이나 니켈 산화물 단일 촉매 보다 낮 기 때문 이 라는 사실 을 규명 했 다 . 상압 일산 화 탄소 산화 반응 환경 에서 시간 에 따른 표면 직접 관찰 이미지 들 과 온도 의 변화 에 따른 상압 광전자 분광 분석 결과 . [ KAIST 제공 = 연합뉴스 ] 이론 적 원리 규명 을 주도 한 정유성 교수 는 " 직접 관찰 과 양자 계산 을 통해 합금 촉매 의 주 된 활성 자리 가 계면 임 을 규명 했 다 " 며 " 다양 한 합금 촉매 의 설계 및 최적화 에 중요 한 단서 가 될 것 " 이라고 말 했 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 " 이 결과 를 토대 로 실제 반응 환경 에 근접 한 다양 한 종류 의 촉매 표면 반응 을 연구 할 계획 " 이라고 말 했 다 . 기초 과학 연구원 ( IBS ) , 한국연구재단 , GIST 등 지원 으로 수행 된 이 연구 결과 는 국제 학술지 ' 사이언스 어드밴스 '( Science Advances , 7 월 13 일자 ) 온라인 판 에 게재 됐 다 . [ KAIST 제공 = 연합뉴스 ] scitech @ yna . co . kr ▶ 2018 러시아 월드컵 의 모든 것 ▶ 뉴스 가 보여요 - 연합뉴스 유튜브    ▶ 기사 제보 및 문의