| 중미 협력으로 초미세 백금 나노와이어 촉매제 개발 성공 | ||
|
||
 최근 후난(湖南)대와 칭화(清華)대 객원교수이자 캘리포니아대학교 로스앤젤레스 캠퍼스 화학학부 교수 돤샹펑(段鑲鋒)과 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스 재료학부 교수 황위(黃昱)가 이끄는 중국, 미국 이탈리아 과학자를 포함한 국제 과학연구팀은 톱니모양 표면의 초미세 백금 나노와이어 촉매제를 개발함으로써 연료전지 촉매제의 표면활성과 비표면적을 크게 증가시키고 또 전체 촉매활성을 50배 향상시켰다. 해당 성과는 2016년11월 18일 ‘Science’ 잡지에 온라인으로 발표되었다. 연료전지 자동차는 무공해와 고에너지 효율로 인하여 많은 관심을 받고 있으나 가격이 높은 백금을 촉매제로 하는 연료전지를 사용하기 때문에 많은 제한을 받고 있다. 백금의 촉매활성은 표면활성과 비표면적에 의해 결정된다. 기존의 연구는 대부분 백금의 화학환경을 개선하여 표면활성을 향상시키거나 또는 백금의 나노구조를 조정하는 등 기하학적 수단으로 비표면적을 향상시킨다. 하지만 양자의 겸용이 어렵다. 또한, 재료의 촉매활성은 일반적으로 표면원자구조와 관계가 있으며 재료를 작게 만들수록 화학반응에 참여하는 표면 원자가 더 많다. 그러나 재료 안정성이 떨어지고 응집현상이 많이 발생하여 표면활성 또는 비표면적의 손실을 초래하게 된다. 해당 연구는 최초로 최고의 비표면적과 표면활성을 동시에 구현하였다. 톱니모양의 초미세 나노와이어는 효과적인 전기화학 촉매제로써의 다양한 특성을 동시에 보유하였다. 톱니모양의 표면 결합 구조와 특수 화학환경은 반응 활성화 에너지를 효과적으로 감소시켜 많은 고효율적 반응 활성 사이트를 제공함으로써 표면 촉매 활성을 크게 향상시킬 수 있다. 이외, 1차원 나노와이어 구조는 초미세 나노 구조의 응집률을 감소시켜 매우 높고 안정적인 비표면적을 제공할 수 있다. 동시에 1차원 나노구조의 우수한 전기전도성 및 그 촉매제 벡터와의 다점접촉은 전기화학반응의 전자수송 과정을 최적화하여 백금 촉매제의 이용효율을 향상시킬 수 있다. 해당 성과는 연료전지 원가를 크게 감소시킬 수 있으며, 또 광범위한 응용전망이 있다. 동시에 해당 연구방법은 이와 유사한 연구에 참고적 의미를 제공하였다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/11/361323.shtm |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB