최경민・김우열 화공생명공학부 교수 연구팀
금속유기-단위입자를 이용해 광촉매 분자의 안정화를 장시간 유지하는 동시에 높은 광촉매 활성 구현
[한국대학신문 조영은 기자] 숙명여자대학교(총장 강정애)는 최경민・김우열 화공생명공학부 교수 연구팀이 케이지 형태로 촉매를 감싸 분자 촉매의 효율을 떨어뜨리지 않으면서 안정성을 높일 수 있는 실마리를 찾아냈다고 25일 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견-신진연계연구지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구는 ‘A Highly Active, Robust Photocatalyst Heterogenized in Discrete Cages of Metal-Organic Polyhedra for CO2 Reduction’이 라는 제목의 논문으로 발표됐으며 국제학술지 <에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)>에 10월 29일 자로 게재됐다.
분자 촉매는 촉매반응 후 서로 결합해 촉매 특성이 저하됨에 따라 장시간 동안 사용하지 못하는 문제가 존재했다. 이에 연구진은 분자 보호장비로서 금속유기-단위입자(metal-organic polyhedra)를 이용해 광촉매 분자의 안정화를 장시간 유지하는 동시에 높은 광촉매 활성을 구현했다. 이에 따라 기존보다 금속유기-단위입자를 사용했을 때 24시간 동안의 광촉매 반응의 성능이 42배 이상 증가했으며 단위 시간당 활성도 역시 일정하게 유지됐다. 이를 통해 금속유기-단위입자가 분자 촉매를 담지함으로써 고효율・고안정성의 광촉매 반응을 유도하고 있음을 확인했다.
최경민, 김우열 교수는 “금속유기-단위입자를 템플릿으로 활용해 다양한 분자촉매들을 결합함으로써 광촉매-단위입자, 전기촉매-단위입자, 유기촉매-단위입자로 확장해 광촉매 반응, 오염물 분해반응, 유기합성반응, 전기화학반응 등의 다양한 분야에 적용할 계획”이라고 말했다.