테크노트 UNIST “전기화학 반응 촉진하는 ‘탄소 기반 촉매’ 원리 규명”

물리학과 최근수 교수 연구…"탄소 결함이 구조적 유연성 높여" 값비싼 귀금속 촉매를 대체할 물질로 주목받는 '탄소 기반 촉매'의 반응 원리를 설명한 연구가 나왔다. 울산과학기술원(UNIST)은 물리학과 최근수 교수가 전기화학 반응을 촉진하는 탄소 기반 촉매의 이론적 원리를 밝혔다고 2일 밝혔다. 탄소의 결함(질소 도핑 또는 탄소 공백)과 구조적 유연성, 화학 반응이 맞물리면서 백금 같은 귀금속 없이도 촉매 활성이 가능해진다는 것이 핵심 내용이다. UNIST에 따르면 수전해 수소 생산이나 금속-공기 이차전지, 수소 연료전지 등에는 '산소 환원 반응'이 필요하다. 이 반응은 산소와 수소, 전자가 만나 물이 되는 과정인데, 촉매 없이는 반응이 잘 일어나지 않는다. 이 때문에 촉매 성능이 뛰어난 귀금속인 백금이 꼭 필요한데, 백금은 비싸고 내구성이 떨어져 대체 물질로 탄소 기반 촉매가 활발히 연구되고 있다. 그러나 탄소 기반 촉매가 전기화학 반응을 촉진하는 원리는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 최 교수는 탄소의 독특한 구조적 특성에 주목해 탄소 기반 촉매가 반응을 활성화하는 원리를 규명했다. 대표적인 탄소의 구조는 크게 두 종류인데, 그래핀이나 흑연처럼 3개가 결합

• 이창현 기자
• 2022-11-02 13:36