나노기술 및 정책 정보

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● 박정영 교수(KAIST) 및 문봉진 교수(GIST) 공동 연구팀은 초미세 계단형 구리(Cu) 촉매 표면이 이산화탄소(CO2) 분자를 보다 효과적으로 분해할 수 있음을 입증

● 연구팀은 상압 전자터널링 현미경(AP-STM) 기술을 활용해 연구 결과를 직접 관찰했으며, 머리카락 두께의 10만 분의 1 크기의 계단형 표면 구조가 온실가스의 분해 반응 향상에 크게 기여한다는 시각적 증거를 처음으로 제시

● 연구팀은 크기가 수 옹스트롬에 불과한 이산화탄소 분자는 촉매 물질의 표면 구조에 따라서 반응 활성도가 달라질 수 있다는 점에 착안, 머리카락 두께의 10만 분의 1에 불과한 계단형 초미세 구리 표면과 반응하는 이산화탄소 분자의 분해 과정을 실시간으로 포착

● 관찰 결과, 연구팀은 구리 촉매 표면의 계단 위치와 충돌한 이산화탄소 분자가 상온에서도 쉽게 분해됐고, 더 나아가 분해된 일산화탄소 분자와 산소 원자가 표면의 구조변화를 동시에 유도함으로써 촉매반응 경로에 영향을 끼칠 수 있음을 발견

● 본 연구는 기존에 진행된 구리 표면에서의 이산화탄소 촉매 현상의 이해를 뛰어넘는 새로운 발견이며, 이를 통해 고효율 이산화탄소 촉매의 개발을 통해 인류의 가장 시급한 문제 중 하나인 지구온난화 및 지속가능성 문제 해결에 기여할 것으로 기대

Nature Communications (2023.06.06.), Revealing CO2 dissociation pathways at vicinal copper (997) interfaces