[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 생명화학공학과 이현주 교수 연구팀이 자동차 촉매로 활용할 수 있는 고성능의 완전 분산 금속 앙상블 촉매를 개발했다.

연구팀은 100%의 분산도를 갖는 백금·팔라듐·로듐 등 금속 앙상블 촉매를 개발해 삼원 촉매 반응에 적용했다.

100%의 분산도를 갖는다는 것은 모든 금속 원자가 표면에 드러나 있어 모든 원자가 반응에 참여할 수 있다는 의미다.

이는 단일 원자 촉매도 갖는 특징이지만, 앙상블 촉매는 100% 분산도와 더불어 두 개 이상의 원자가 붙어있는 앙상블 자리가 존재한다는 장점이 있다.

그 결과 금속 앙상블 촉매는 일산화탄소, 프로필렌, 프로판, 일산화질소를 동시에 제거하는 삼원 촉매 반응에서 매우 우수한 저온 촉매 성능을 보였다.

이는 탄화수소 산화 반응 성능이 없어 삼원 촉매 성능이 저하되는 단일 원자 촉매의 문제점을 해결한 것이다.

특히 연구팀이 개발한 분산도 100%의 금속 앙상블 촉매는 수열 노화, 장기 반응, 재사용 반응 등의 내구성 평가에서도 탁월한 성능을 보여 실제 휘발유 차량 배기 가스 정화에 적용 가능할 것으로 기대되고 있다.

정호진 박사 과정이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 네이처 카탈리시스(Nature Catalysis) 2월 17일 자 온라인판에 게재됐다.