[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 물 유입을 막으면서 전기 전달과 촉매 반응을 유지하는 전극 구조를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 화학과 송현준 교수 연구팀이 은 나노선 네트워크 기반 전극을 개발해 이산화탄소의 화학물질 전환 효율을 세계 최고 수준으로 향상시켰다고 6일 발표했다.
연구진은 물 차단과 전도성을 동시에 확보하기 위해 3층 구조 전극을 설계했다.
해당 전극은 물을 튕겨내는 기판 위 촉매층을 은 나노선 네트워크로 덮은 구조로 침수를 억제하면서 전기 흐름을 안정적으로 유지하도록 설계됐다.
은 나노선은 반응 과정에서 일산화탄소를 생성하고 이를 인접한 구리 촉매로 전달해 후속 반응을 유도한다.
이 과정에서 두 촉매가 연계되는 협동 촉매 구조가 형성돼 에틸렌 등 다중 탄소 화합물 생성이 촉진됐다.
해당 전극은 알칼리 조건에서 79%, 중성 조건에서는 86%의 선택성을 기록하며 세계 최고 수준 성과를 나타냈다.
또 50시간 이상 장시간 구동에서도 성능 저하 없이 안정성을 유지해 기존 한계를 극복했다.
송현준 교수는 “이 기술은 앞으로 이산화탄소를 에탄올이나 연료 등 다양한 물질로 바꾸는 데에도 활용될 수 있는 새로운 설계 방법을 제시했다”고 설명했다.
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