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성능/효과
- 8c) 또한 골드@팔라듐@백금과 골드@백금 나노입자일 경우 광학 성분을 주었을 경우 기존보다 촉매 활성이 증대하는 것을 볼 수 있었다. (Fig. 8d, 8e) 또한, 골드에 팔라듐을 담지한 헤테로 구조인 나노입자 경우 두 가지 광학적, 전기화 학적 성질을 다 갖기 때문에 촉매의 활성이 증가하는 것을 알 수 있었다.30-34) (Fig.
- 이러한 이유는 광학적 특성을 가지는 나노입자는 빛을 받아 촉매의 전자전달을 활성화하며, 그러한 영향을 주위의 전기화학적 특성을 가지는 촉매에 영향을 주기 때문에 표면에너지의 활성이 증대되어 촉매의 활성이 증대되게 된다. 물론 단일 금속의 골드나노시트로 광-전기화학적 실험을 한 결과 촉매 활성이 증대되는 것을 볼 수 있었지만, 기존의 백금이나 팔라듐 나노입자에 비교한 결과 활성은 낮은 것으로 나타났지만 골드 시트가 확실히 광학적 특성으로 촉매에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. (Fig.
- 카본에 두 가지 금속 입자를 담지한 경우, 상용화 촉매보다 활성이 증대하는 것을 보았으며(Fig. 7c), 산화 세리 아를 담지체로 사용하여 일반적인 상용화 촉매보다 증대하는 것을 볼 수 있다. 담지체의 영향에 따라 같은 촉매일지라도 촉매의 활성이 증대할 수 있으며, 촉매와 담지체에 사이의 표면에너지에 의해 촉매의 활성도를 증대할 수 있다.
- 모양에 따른 팔라듐의 전기화학적 특성을 보면, 결정면에 따라 전기화학적 활성도가 다르다는 것을 알 수 있다. 큐브 모양과 멀티 암드, 덴드라이트 모양의 3가지 모양의 나노입자를 합성하여 전기화학적 특성을 측정한 결과 큐브가 결정면이 111을 가지는 두 가지의 입자보다 표면에 너지의 활성이 향상되어 전기화학적 활성이 뛰어나다는 것을 알 수 있다. 튜브 형태로 표면적을 크게 모양을 조절하여 일반적인 백금과 팔라듐 나노입자와 비교 하였을 경우 활성이 뛰어나게 나타나는 것을 알 수 있다.
후속연구
- DMFCs 반응에서 나노입자의 역할은 메탄올을 분해되는 과정에서 나노입자에 흡착되는 CO의 흡착 세기를 얼마나 줄이면, 분산도를 높여 내구성을 증가시키고 표면에너지를 조절하여 활성을 증가시키는 연구가 되고 있다. 나노입자 촉매의 내구성과 활성을 나노입자의 모양을 조절하고, 구조를 변화시키고, 담지체를 이용하며, 광-전기화학적 시스템의 연구 방식이 진행되고 있으며, 앞으로 구조와 담지체 광-전기화학적 특성을 동시에 가지는 나노입자를 합성되어 촉매반응의 내구성과 활성도를 증가시킬 것으로 전망한다.35) (Fig.
- 저자는 광-전기화학적 시스템의 촉매를 합성하기 위해서는 촉매를 증가시킬 수 있는 담지체와 광학적 특성을 이용할 수 있는 촉매제, 나노입자의 모양과 구조를 동시에 만족할 수 있는 촉매가 개발될 것으로 전망하며, 이러한 촉매 개발은 연료전지의 효율성을 증대시켜, 일상의 우리 생활에 도움이 될 것으로 생각한다.
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