포스텍 화학과 이인수 교수와 심지훈 교수의 공동 연구팀이 새로운 '원자촉매 호텔'을 개발하여 화학 반응의 효율을 혁신적으로 높였습니다. 이 연구는 국제 학술지 '앙게반테 케미'에 게재되었으며, 단일 원자 촉매(Single-Atomic Catalyst) 기술의 새로운 지평을 열었다고 평가받고 있습니다.

단일 원자 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등 귀금속 원자 하나하나가 화학 반응을 촉진하며, 이 원자들이 고르게 분포되어 있어 반응을 매우 효율적으로 일으킬 수 있는 특징을 가집니다. 그러나 이러한 귀금속 원자들이 서로 뭉치기 쉬운 성질 때문에 시간이 지날수록 촉매의 효율이 저하되는 문제가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 고도의 전략을 개발했습니다.

연구팀이 적용한 '2D-나노공간 한정' 전략은 두 개의 얇은 실리카층 사이에 금속 원자를 가두어 수직으로 뭉치는 것을 방지하고, 옆으로만 움직일 수 있게 하는 혁신적인 방법입니다. 이는 마치 호텔에서 각각의 손님이 자신만의 방을 갖는 것과 유사하며, 원자들이 이동할 수 있는 공간을 극도로 제한함으로써 각 원자가 최적의 위치에서 화학 반응을 일으키도록 합니다.

이 촉매는 특히 알코올의 수소화 반응에서 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 알코올을 유용한 화학 물질로 변환하는 이 반응은 다양한 산업에서 중요하게 사용되고 있습니다. 연구팀이 개발한 촉매는 기존 촉매보다 에너지 소비를 줄이고, 불필요한 부산물의 발생도 최소화할 수 있어, 보다 친환경적이고 경제적인 방법으로 화학 제품을 생산할 수 있는 가능성을 열었습니다.

또한 이 촉매는 비정질 실리카와 같은 저비용 재료를 사용하여 대량 생산이 가능하며, 재활용이 용이하여 산업적 적용 시 큰 경제적 이점을 제공합니다. 이인수 교수는 이 촉매가 재활용할 수 있어 실제 산업에 적용될 경우 훨씬 더 효율적이고 환경친화적인 화학 공정이 가능해질 것이라고 강조했습니다.

이 연구는 한국연구재단 기초과학연구사업의 지원을 받아 수행되었으며, 이는 국내 과학 기술 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

[발췌: 경북도민일보]