화학신소재공학부 미세유체 및 소프트재료 연구실(장석태 교수(공동교신), 박사과정 이성민 학생)과 에너지 나노소재 연구실(안상현 교수(공동교신), 이현주 석사,박사과정 김준형 학생)로 구성된 공동연구팀이 금속 촉매 전극의 질소와 황 도핑 비율 최적화를 통해서 이산화탄소 환원을 위한 고효율 전기화학 촉매를 제조할 수 있는 친환경 공정 개발에 성공하였고, 촉매분야의 저명한 권위지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (impact factor: 14.229) 8월 8일자 온라인판에 게재되었다.

이성민(박사과정), 이현주(석사), 김준형(박사과정), 안상현 교수, 장석태 교수

이산화탄소를 전기화학적으로 환원시켜 고부가가치의 유기물을 생산하는 기술은 지구온난화 해결을 위한 핵심적인 기술로 주목 받고 있으나, 촉매의 성능 대비 경제성이 확보되지 못하여 상용화에 걸림돌이 되어왔다.

이에 본 연구팀은 aminosliane이 증착된 기판위에 seed-mediated 금속 성장 기술을 활용하여 고효율의 전기화학촉매를 제조할 수 있는 물 기반 친환경 공정을 개발하였고, 촉매 전극의 질소와 황 도핑 비율을 최적화하여 -0.3 V의 낮은 구동전압에서 75.7%의 높은 CO Faradaic efficiency를 달성하였다. 이는 기존에 보고된 수치의4배 이상의 높은 효율을 가지는 촉매로 확인 되었으며, 전기화학촉매의 상용화에 걸림돌이었던 낮은 경제성을 해결할 수 있는 돌파구가 될 것으로 평가된다.

본 연구는 한국연구재단 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었다.