한국연구재단(NRF)은 광주과학기술원 최창혁 교수과 한국과학기술원 김형준 교수 공동연구팀이‘균일촉매’뿐 아니라 ‘불균일촉매’에서도 일산화탄소로 백금 촉매의 활성을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
백금 촉매는 자동차 배기가스의 유해 물질 제거, 수소연료 전지의 수소 생산 등 다양한 화학반응에서 활용돼 백금 촉매의 공정단가를 경제적으로 낮추기 위해서는 백금 촉매 성능의 향상이 필수적이다.
하지만 독성 물질인 일산화탄소는 백금 표면에 강하게 흡착해 촉매로서의 활성을 저해한다고 알려져 있다.
연구팀은 불균일 백금 촉매가 일산화탄소의 존재 하에서 활성화되는 현상을 규명해 전기화학적 수소 생산 반응에서 일산화탄소가 존재하면 백금 촉매의 활성이 2배 가까이 증진된 것을 확인했다.
특히 분광분석법에 의하면, 일산화탄소에 의해 단일 원자 백금과 황 원자의 결합이 일부 끊어지고 일산화탄소와의 결합이 새로 생겼으며 균일촉매와 같이 불균일촉매에서 중심 금속과 리간드와의 상호작용이 발생된 것을 관찰했다.
최창혁 교수는 “균일계 촉매에서 보이는 화학적 현상을 불균일계 촉매에서도 구현할 수 있는 시스템을 발견했다”며 “나아가 오랜 꿈으로 여겨졌던 균일계·불균일계 촉매의 틈을 연결하고, 각 장점만을 구현한 새로운 형태의 촉매 개발을 연구할 계획이다“고 밝혔다.