| 중‧미 과학자, 백금 대체할 갑싼 수소생산 촉매제 세계 개발 | ||
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 최근 중국과학원, 미국 라이스대학교, 미국 텍사스대학교 샌안토니오 분교 및 휴스턴대학교 공동연구팀은 고가의 백금 촉매제를 대체하여 수소를 제조할 수 있는 안정적인 그래핀 촉매제를 개발하였다. 해당 재료는 그래핀에 질소와 코발트 원자를 혼합하여 얻은 촉매제로서 장기간 효율적으로 물에서 수소를 생산할 수 있다. 해당 연구 성과는 최근 “Nature Communications” 저널에 게재되었다. 원자 두께의 그래핀은 이상적인 기판으로서 높은 표면적을 갖고 있을 뿐만 아니라 열악한 환경 조건에서 안정성과 높은 전도성을 보유하고 있다. 연구팀은 새로운 촉매제를 용액으로 혼합하여 종이 형태의 재료로 만든 다음 표면 코팅(surface coating) 하였다. 단일원자 촉매제는 표면에서 형성되는 것이 아니라 액체에서 형성되며 이러한 촉매제는 아주 쉽게 장치에 통합시킬 수 있다. 연구팀은 열처리를 거친 그래핀 산화물과 소량의 기체상태 코발트염 환경에서 개별적인 코발트 원자가 재료에 결합될 수 있다는 것을 발견하였다. 전자 현미경으로 관찰한 결과 코발트 원자가 샘플 전체에 광범위하게 분포되었다. 해당 연구의 가장 큰 특징은 금속 입자도 금속 나노입자도 아닌 원자를 활용한 점이다. 나노입자의 촉매제라 하여도 유효 부분은 표면에만 있을 뿐 수많은 나노입자 내부의 원자는 아무런 작용도 발휘할 수 없다. 새로운 촉매제는 매우 적은 양의 코발트만 사용하였고 그 주위에 금속원자가 존재하지 않으며 아주 낮은 전압에서도 백금 촉매제와 유사한 효율을 발휘할 수 있다. 백금 탄소 촉매제는 초기전압이 낮으므로 현재 여전히 가장 좋은 촉매제로 쓰이고 있다. 새로 개발한 촉매제의 수소생산 효율은 백금 탄소 촉매제와 거의 비슷하지만 생산 원가는 백금 탄소 촉매제에 비해 수백 배 더 낮고 생산하기도 용이하여 아주 좋은 고성능 재료이다. 정보출처 : http://news.dahe.cn/2015/10-27/105873978.html  |
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