나노기술 및 정책 정보

• 목록

이바라키(茨城)대학 대학원 이공학연구과, 도쿄(東京)대학 대학원 공학계연구과, 고휘도광과학연구센터 (JASRI) 등의 연구그룹이 구리 입자 형성 과정에 있어 구리 이온의 배위 구조에 착안, 간편한 방법으로 구리 입자의 미세화에 성공하고 이산화탄소(CO2)를 고효율로 메탄올로 변환시키는 촉매를 개발함.

연구진은 촉매 전구체 중의 구리 이온(Cu2+)의 배위 구조에 주목하면서 구리 입자 형성 과정을 조사하던 중 양호한 촉매 전구체로서‘Mg1-xCuxAl2O4’를 발견함. 이것을 수소 중에서 고온 처리하여 5 nm 전후의 구리 입자를 알루민산마그네슘(MgAl2O4) 표면에 배치시킨 촉매를 만드는 데 성공함. 또한, 공기 중에서 소성함으로써 원래의 Mg1-xCuxAl2O4 촉매 전구체로 돌아가는 것을 실증함.

본 연구 성과는 구리 입자의 미세화라는 형태로 촉매의 반응장을 기하학적으로 넓히는 방법임. 연구진은 향후 촉매 반응장을 화학적으로 수식하여 반응장 자체의 성능을 향상시키고, 더 효율적으로 메탄올을 합성하는 촉매를 개발하는 것을 목표로 하고 있음.

본 연구 성과는 ACS Catalysis(Development of CO2–to-Methanol Hydrogenation Catalyst by Focusing on the Coordination Structure of the Cu Species in Spinel –Type Oxide Mg1-xCuxAl2O4) 온라인 판에 게재됨.