나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 포항공과대학교의 이인수 교수, 슈만 듀타 연구 조교수 연구팀이 철·니켈(NiFe) 이중층 수산화물(layered double hydroxide, LDH) 표면에 백금(Pt)을 납작하게 겹쳐 수소 생산 효율을 높이는 기술을 개발

● 백금은 수소와 잘 결합해 수소 생성에 가장 적합한 촉매 물질로 알려져있지만, 물 분해 능력이 떨어져, 철·니켈 수산화물과 결합해 물 분해 능력을 높이는 연구가 이루어졌던 상황

● 연구팀은 이미 다공성 2차원(2D) 백금 나노판 사이에 2D 니켈·철 수산화물 나노판이 끼어 있는 하이브리드 물질을 합성하는 기술을 기반으로 백금 층을 별도로 얇게 만들어 합성시키는 방법을 시도

● 이는 백금 층이 철·니켈 수산화물 표면에서 자라날 때, 표면과 맞닿지 않은 면이 평평하지 않게 자라나는 한계를 극복하기 위해서임.

● 연구팀은 한정된 2D 나노 공간에서 백금의 위아래 결정면이 모두 평평하게 자라나게 해 철·니켈 수산화물과 더 효과적으로 반응하도록 유도하였으며, 해당 촉매는 넓은 계면에 걸쳐 밀접하게 붙어 있는 철·니켈 수산화물과 백금 사이에서 상호보조적인 효과가 발생

● 연구 결과, 기존의 촉매 물질(20wt%-Pt/C)에 비해서 11.2배 높은 활성이 나타났으며, 오랜 기간 안정적으로 기능을 유지

● 촉매 합성법으로 수소 생산 효율을 높인 해당 연구성과는 미래 촉매 분야에 크게 이바지할 것으로 기대

※ Journal of the American Chemical Society 게재(2022.04.29.), “Crystal Facet-Manipulated 2D Pt Nanodendrites to Achieve an Intimate Heterointerface for Hydrogen Evolution Reactions”

※ 한국연구재단 (리더연구자지원사업) 지원