이윤호 KAIST 교수 연구팀 연구···값싼 금속 활용해 작은 분자 효율적 활성화

값싼 금속으로 작은 분자를 활성화할 수 있는 촉매 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 이윤호 KAIST 교수 연구팀이 라디칼의 높은 반응성을 이용해 값싼 니켈 금속으로 상온‧상압에서 수소, 일산화탄소 등의 작은 분자를 효율적으로 활성화하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

화학산업에서는 촉매의 활용은 필수적이다. 수소, 일산화탄소 등의 작은 분자를 활성화하기 위해서는 비싸고 매장량이 적은 백금 같은 귀금속과 고온·고압의 상태가 필요하다.

반면 자연계의 효소들은 니켈, 철과 같이 값이 싸고 풍부한 금속만으로 저온‧저압에서도 작은 분자를 활성화시킬 수 있다는 장점이 있다.

이러한 점에서 이윤호 교수 연구팀은 자연계 원리를 이용해 상온‧상압에서도 효율적으로 기능하는 촉매 기술 연구를 수행했다. 

연구팀은 짝지어지지 않은 하나의 전자를 갖는 화학종을 의미하면서 반응성이 높다는 특징이 있는 라디칼의 성질을 활용했다.

리간드를 이용해 T자 형태의 니켈 착물을 만들어 이에 대한 소분자 활성 반응을 분석한 결과 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 에틸렌 등의 작은 분자를 상온·상압에서도 성공적으로 활성화시킨다는 사실이 확인됐다. 

이윤호 교수는 "촉매 개발에서 금속 라디칼을 이용하는 새로운 방안을 제시했으며, 미래 화학 산업에서 사용될 수 있는 저가 금속 촉매 개발에 기여할 것"이라고 말했다. 

이번 연구성과는 미래창조과학부‧한국연구재단의 C1 가스 리파이너리 사업의 지원으로 수행됐다. 국제학술지인 앙게반테 케미(Angewandte Chemie)에 표지 논문(Back cover)으로 선정돼 지난 달 7일 게재됐다. 

금속 라디칼의 반응성.<자료=한국연구재단 제공>
금속 라디칼의 반응성.<자료=한국연구재단 제공>
저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지