나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Lawrence Berkeley National Laboratory, UC Berkeley, Cornell University 공동연구팀은 구리 나노입자(7~18nm)가 CO2와 물을 신재생 연료 및 화학물질로 전환하는 과정을 촬영하는 데 성공

● 연구팀은 액상셀 주사투과전자현미경(STEM) 기법과 소프트 X선(Soft X-ray) 프로브를 함께 활용해 액체 내 구리 나노입자 표본을 대상으로 연구를 수행했으며, 공명 소프트 X선 산란(Resonant Soft X-ray Scattering, RSoXS) 실험을 통해 금속성 구리 나노입자가 CO2 환원반응을 유도할 수 있음을 입증

● 이 현상은 CO2 전기분해 시 구리 나노입자의 표면산화층이 환원돼 CO2 분자가 결합될 공간이 형성되는 전기화학적 스크램블링(electrochemical scrambling)에 기인하며, 이때 결합된 CO2 분자로 전자가 이동하면서 에틸렌, 에탄올, 프로판올 등을 동시에 합성

● 본 연구는 전기촉매물질로 각광받는 구리의 CO2 환원반응 유도 과정을 실증한 사례로서, CO2 및 인공광합성을 이용한 신재생 태양연료 생산 등 다양한 전기화학적 에너지 전환과정에 대한 연구의 기초가 될 것으로 기대

Nature (2023.02.08.), Operando studies reveal active Cu nanograins for CO2 electroreduction