나노기술 및 정책 정보

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교토대학(京都大學) 이학연구과 연구그룹이 백금족 원소(Platinum Group Metals, PGMs)인 6개 원소(백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os)) 전부를 원자 수준에서 균일하게 혼합한 하이 엔트로피 합금(High-Entropy Alloy, HEA) 나노 입자(PGM-HEA)의 합성에 성공함. 또한 PGM-HEA 나노 입자는 에탄올 산화 반응 전극 촉매로 기존에 알려진 촉매와 비교하여 높은 활성 기록을 나타낼 뿐만 아니라 기존 단순한 금속 촉매로는 달성할 수 없었던 12개 전자 완전 산화 반응이 진행됨을 확인함. 이 반응은 다양한 반응 중간체가 존재하고 12개의 전자와 양성자가 관여하는 매우 복잡한 반응이지만, PGM-HEA은 각 구성 원소 각각이 특이한 소반응(素反応, elementary reaction)에 대해 높은 활성을 나타내는 백금족이고, 또한 원자 수준에서 혼합함으로써 입자 표면에 다양한 흡착 사이트를 갖기 때문에, 복잡한 반응의 각 소반응을 촉진시킨 것으로 생각됨. 이 결과는 기존의 금속 촉매로는 달성할 수 없었던 다른 고난도 반응에 대해 하이 엔트로피 합금 촉매가 높은 활성을 가질 가능성을 시사함.

본 연구 성과는 ‘Journal of the American Chemical Society’ (“Platinum-group-metal High-entropy-alloy Nanoparticles”) 지에 게재됨.