비싼 백금 덜 쓰고 친환경 수소 생산 늘린 차세대 촉매 작성일 05-29 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">서울대·스탠퍼드대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="z4ruoL6bdJ"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="84afca4b65504f24f0bfb9fd326b0307b5c9bd84595dce2d0356b7cc44d325c1" dmcf-pid="q8m7goPKid" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="차세대 청정에너지인 수소 생산 효율을 높일 촉매 기술이 개발됐다. ChatGPT 생성 이미지." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/29/dongascience/20260529084954882wspz.png" data-org-width="680" dmcf-mid="7SZMhCAiRi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/29/dongascience/20260529084954882wspz.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 차세대 청정에너지인 수소 생산 효율을 높일 촉매 기술이 개발됐다. ChatGPT 생성 이미지. </figcaption> </figure> <p contents-hash="5697548d239b61d0ab741392fc70aaa022dae7e62771deb15731f9d1ac3abaf3" dmcf-pid="B6szagQ9ne" dmcf-ptype="general">서울대와 미국 스탠퍼드대 공동 연구팀이 비싼 귀금속 사용량을 기존 대비 10분의 1 수준으로 줄이면서도 생산 효율과 내구성을 높인 차세대 촉매 기술을 개발했다. 촉매를 구성하는 귀금속 원자 수를 정밀하게 제어해 성능을 극대화한 기술로 친환경 수소 생산 비용을 낮출 수 있을 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="1de6d88b2e8cc25cd4e57289eb3051390cdf5ac718bbdfef22d26a4be9912ae2" dmcf-pid="bPOqNax2LR" dmcf-ptype="general"> 과학기술정보통신부는 박정원 서울대 화학생물공학부 교수팀이 토마스 F. 하라미요·마테오 카그넬로 미국 스탠퍼드대 교수팀과 함께 백금 원자 수·구조를 조절한 백금 클러스터 촉매 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '사이언스'에 29일 게재됐다.</p> <p contents-hash="7e8bf46490e769857bd19664eb267d6b8558bdd465e31fac638f7a92d41532d0" dmcf-pid="KQIBjNMVnM" dmcf-ptype="general"> 수소는 탄소중립 사회의 핵심 청정에너지로 꼽히지만 저장과 운송 비용이 많이 든다. 액체 형태로 수소를 저장·운반하는 '액상유기수소운반체(LOHC)' 기술이 대안으로 주목받지만 운반된 물질에서 다시 수소를 추출할 때 값비싼 백금 촉매가 필요하다. </p> <p contents-hash="0996e5d3ac958571d5e49b06a0687b6d7452520765eaa4883da351394a6091a3" dmcf-pid="9xCbAjRfex" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 적은 양의 백금으로도 더 많은 수소를 안정적으로 생성할 수 있도록 백금 원자 배열과 구조를 정밀하게 제어하는 새로운 촉매 설계 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="0f055db0af5ad1f08881ba4c5ce83af986fe50b21ae767ff3157690060802c89" dmcf-pid="2MhKcAe4JQ" dmcf-ptype="general"> 기존 백금 촉매는 원자들이 서로 뭉쳐 일부 원자만 화학반응에 쓰였다. 연구팀은 백금 원자 주변을 둘러싼 화학물질인 리간드를 제거한 뒤 백금 원자를 촉매 지지체에 직접 결합시키는 합성 전략으로 백금 원자들이 지지체 위 안정적 위치에 자리하도록 유도했다. 이후 수소 처리 과정을 거쳐 약 1나노미터(nm) 크기의 백금 원자 뭉치(클러스터) 촉매를 만들었다.</p> <p contents-hash="7ea88638ed8c7f7b6ae2209aeb70eb4ee03c7f886625e471122129d05a018adb" dmcf-pid="VRl9kcd8eP" dmcf-ptype="general"> 새로운 촉매는 수소 추출 과정에서 백금 원자 사용 효율을 높이고 지지체 위에 단단히 고정돼 뛰어난 내구성을 보였다. 개발된 촉매를 액체 상태 화합물에서 수소를 추출하는 반응에 적용한 결과 기존 상용 촉매보다 백금 사용량이 10분의 1 수준으로 줄었다.</p> <p contents-hash="43f8a6cf76e62daba25699535df054d055ced2a9019dda18efeb304e43edc80f" dmcf-pid="feS2EkJ6e6" dmcf-ptype="general"> 기존 촉매 이론은 입자 크기가 같으면 동일한 성능을 내는 촉매로 간주하는 경향이 있다. 연구팀은 새롭게 개발한 전자현미경 분석법으로 비슷한 크기의 백금 촉매라도 원자 개수와 구조에 따라 촉매 수소생산 성능과 내구성이 달라진다는 것을 입증했다. 실제로 비슷한 크기의 백금 촉매라도 실제 구성 원자 수는 13개에서 31개까지 차이가 나는 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="9819eacaa07c3ecf09e076984b52589a42aa83a87fd873d0c4f63b99614ada1d" dmcf-pid="4dvVDEiPL8" dmcf-ptype="general"> 새로운 합성법은 실험실 규모에서 단일 공정으로 수십 그램(g) 단위까지 대량 합성이 가능해 향후 산업화 가능성을 확인했다. 기존에는 균일한 백금 촉매를 1g 이상 합성하는 것조차 어려웠다.</p> <p contents-hash="5c3f9d4666418be720e9ed41d574d030dd86847cf2c8f68d40fe069ebad0cc97" dmcf-pid="8JTfwDnQM4" dmcf-ptype="general"> 박정원 교수는 "단순한 촉매 크기 최적화를 넘어 원자 수 단위의 정밀한 구조 제어로 수소 생산 성능을 극대화했다"며 "기초연구와 산업적 응용을 직접 연결하는 데 활용되기를 기대한다"고 말했다.</p> <p contents-hash="7088885d810002ebeb30f48bd3a802e79ea87e7473d0ec765ca345f2ec7bbbcb" dmcf-pid="6iy4rwLxLf" dmcf-ptype="general">[조가현 기자,문혜원 인턴기자 gahyun@donga.com,moony@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 2027 충청 U대회, 글로벌 홍보 시동→'글로벌 유니크루' 위촉 05-29 다음 애플, WWDC26서 ‘온디바이스 AI’ 승부수 띄운다 05-29 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
