나노기술 및 정책 정보

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● 중국 홍콩 시티 대학교(City University of Hong Kong) 짱화 교수 연구팀은 Pt 촉매제의 특정 결정면에 대한 결정격자 팽창시키고, Pt(100)과 Pt(111)을 실현하는 간단한 2단계 공정을 개발

● 연구팀은 Pd 시드 결정(seed crystal)의 에피택셜 성장(Epitaxial growth) 전략을 통해 각각 Pt(100)과 Pt(111) 결정면의 Pd@Pt 코어 쉘 나노 입자를 각각 노출시킨 후 수소를 삽입하여 Pd 코어를 PdH0.43으로 전환하였으며, Pd 코어의 결정격자 팽창은 Pt 쉘 층의 결정격자 확장을 발생시켜 Pt(100)과 Pt(111) 결정면 상에서의 알코올 산화 반응(AOR)을 촉진

● 밀도 범함수 이론(DFT) 계산 결과에 따르면, 연구팀이 개발한 Pt(111) 결정면에 노출된 촉매제는 OH 흡착 강화로 인해 결정격자 팽창으로 Pt(100)과 Pt(111) 결정면 상에서의 촉매 성능이 개선되었으며, 메탄올 및 에탄올 산화 반응에서 각각 기존 상용화 Pt/C 촉매제의 41.15배와 25.19배 수준에 달하는 높은 질량 대비 활성도를 보유

● 연구팀은 이번 연구를 통해 나노 소재 특정 결정면의 결정격자에 기반 하여 전기 촉매 활성화를 향상시킬 수 있는 기반을 구축하였을 뿐만 아니라 효율적인 촉매제에 대한 합리적인 디자인과 제조에 기여

※ Journal of American Chemistry Society 게재, "Hydrogen-Intercalation-Induced Lattice Expansion of Pd@Pt CoreShell Nanoparticles for Highly Efficient Electrocatalytic Alcohol Oxidation"