화학반응 핵심 '촉매' 성능 개선 실마리...결합 특성 규명

[앵커]
화학물질의 반응을 촉진하는 금속 촉매의 새로운 작동원리가 규명됐습니다.

반응물질과 촉매 결합의 특성을 새롭게 발견한 것으로 금속 촉매의 성능을 개선하고 예측하는 데 도움이 될 전망입니다.

이성규 기잡니다.

[기자]
금속 촉매는 화학반응을 촉진하는 물질로 다양한 화학제품 생산에 활용됩니다.

화학 비료의 원료인 암모니아의 경우 금속 촉매를 이용해 질소와 수소로부터 대량 생산합니다.

이때 반응물질이 금속 촉매의 표면에 얼마나 강하게 결합하는지가 반응 촉진에 중요합니다.

기존에는 반응물질과 촉매의 결합 부위에서 일어나는 상호작용을 중심으로 결합의 세기를 설명해 왔습니다.

그런데 결합 부위에서 수 나노미터 떨어진 금속 원자의 구조도 화학 결합의 세기에 영향을 미친다는 사실이 새롭게 밝혀졌습니다.

연구진은 원자들이 층층이 쌓여 계단 모양을 이룬 백금 촉매를 제작하고 암모니아와 일산화탄소, 일산화질소 분자가 백금과 결합하는 세기를 측정해 이를 확인했습니다.

금속 촉매 내부에는 수많은 전자가 넓게 퍼져 있는데 이 전자들이 상호작용하면서 멀리 떨어진 원자도 결합 세기에 영향을 미친다는 설명입니다.

[안드레아스 하인리히 / 기초과학연구원 단장 : 우리는 분자가 촉매에 어떻게 달라붙는지 연구했는데 촉매 연구는 의약품 생산과 같은 다양한 분야에 활용될 수 있습니다. 반응물질과 촉매의 결합이 국소 부위가 아니라 결합을 둘러싼 더 넓은 환경에 영향을 받는다는 점을 규명했습니다.]

이번 연구결과는 세계적인 학술지 '사이언스(Science)' 최신호에 실렸습니다.

YTN 사이언스 이성규입니다.

영상취재 : 지준성
그래픽 : 정서윤






YTN 이성규 (sklee95@ytn.co.kr)