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KAIST는 김태규 화학과 교수 연구팀이 경희대 김태우 교수, 가톨릭대 김중한 교수, 포항가속기연구소 이재혁 박사 연구팀과 공동으로 이산화티타늄의 산소 결함이 전자를 오래 유지하는 원리를 규명했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 산소 일부가 빠져 푸른색을 띠는 '블루 이산화티타늄'을 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 관찰해, 산소 결함으로 전자가 빠져나오기 어려운 '깊은 포획 상태'가 형성되는 것을 확인했다. 그 결과 전자와 정공의 재결합 속도가 일반 이산화티타늄보다 약 2.5배 느려졌으며, 전자가 붙잡히는 과정에서 주변 원자 배열도 함께 변하는 것으로 나타났다. 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 과학기술정보통신부 이노코어 사업, 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 수행됐고, 결과는 미국화학회지(JACS)에 지난달 17일 온라인 게재됐다.
10월 25일
UNIST 안광진 에너지화학공학과 교수팀과 서울대 한정우 재료공학부 교수팀은 이산화티타늄 지지체의 결정면이 백금 입자 구조와 촉매 성능을 좌우하는 원리를 찾았다고 7일 밝혔다. 연구팀은 이산화티타늄의 (001)과 (101) 결정면에 백금을 올려 일산화탄소를 이산화탄소로 바꾸는 반응을 비교했다. (001) 결정면의 백금은 지지체와 넓게 맞닿은 반구 형태로 자리 잡았고, 반응 시작 후에도 넓은 접촉 구조가 유지되면서 활성화에너지가 첫 반응 이전보다 22.7~25.6% 낮아졌다. (101) 결정면에서는 백금이 공처럼 뭉쳐 접촉 면적이 작았고, 반응 후 더 각진 구조로 재배열됐으며 반복 반응에서 활성화에너지 변화가 거의 없었다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난달 8일 온라인 게재됐다.
9월 7일
UNIST 에너지화학공학과 안광진 교수팀과 서울대 재료공학부 한정우 교수팀은 백금(Pt)을 담지하는 이산화티타늄(TiO₂) 지지체의 결정면에 따라 백금 입자의 형태와 촉매 성능이 달라진다는 사실을 규명했다고 밝혔다. TiO₂ (001) 결정면에서는 백금이 넓게 퍼진 반구 형태로 붙어 반응 후에도 지지체와 넓게 맞닿은 구조를 유지했고, 첫 반응 이후 일산화탄소를 이산화탄소로 바꾸는 데 필요한 활성화에너지가 처음보다 22.7~25.6% 낮아졌다. 반면 (101) 결정면에서는 백금이 공처럼 뭉친 형태로 붙어 접촉 면적이 좁았고, 반응을 반복해도 활성화에너지는 거의 달라지지 않았다. 연구팀은 전자현미경, X선 흡수분광법, 상압 X선 광전자분광법 등 실시간 분석과 시뮬레이션 계산으로 이를 확인했다. 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 'e-SAF 생산 핵심기술 및 AI 기반 공정 시스템 개발' 사업 지원으로 수행됐으며, 결과는 8월 8일 네이처 커뮤니케이션즈 온라인에 게재됐다.
9월 7일