초록 ▼

□ 연구개요
연구의 목적
새로운 형태의 불균일 나노촉매를 디자인하고 정밀한 나노구조 합성방법을 개발한다. 구조가 균일한 나노촉매를 이용하여 반응 메커니즘을 관찰하고 반응 효율을 향상시킨다. 지속 가능한 태양광 및 전기 에너지를 나노촉매를 이용하여 물과 이산화탄소를 매개로 화학적 에너지로 변환하고 부가가치가 높은 물질을 제조한다.
연구의 중요성
지속 가능한 신재생 에너지원을 이용하여 작은 분자를 반응물로 화학적 에너지로 변환하는 방법은 현시대의 에너지와 환경 문제를 궁극적으로 해결할 수 있는 유력한 방법이다. 본

□ 연구개요
연구의 목적
새로운 형태의 불균일 나노촉매를 디자인하고 정밀한 나노구조 합성방법을 개발한다. 구조가 균일한 나노촉매를 이용하여 반응 메커니즘을 관찰하고 반응 효율을 향상시킨다. 지속 가능한 태양광 및 전기 에너지를 나노촉매를 이용하여 물과 이산화탄소를 매개로 화학적 에너지로 변환하고 부가가치가 높은 물질을 제조한다.
연구의 중요성
지속 가능한 신재생 에너지원을 이용하여 작은 분자를 반응물로 화학적 에너지로 변환하는 방법은 현시대의 에너지와 환경 문제를 궁극적으로 해결할 수 있는 유력한 방법이다. 본 연구는 균일한 조성, 구조 및 접합을 가지는 나노촉매를 제조하여 태양에너지의 변환 효율 및 선택성을 극대화하고 안정성을 확보, 상용 가능한 촉매 개발 시간을 크게 단축하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
최종목표
지속가능한 에너지원인 태양광 및 이에 비롯된 전기를 이용한 화학적 에너지 변환 및 저장을 위하여, 새로운 형태의 불균일 나노구조 촉매를 디자인하고 정밀한 나노구조 합성방법을 개발하여 균일한 조성, 구조 및 접합을 가지는 나노촉매를 제조한다. 합성된 나노촉매를 광촉매 및 전기촉매로 이용하여 물과 이산화탄소를 매개로 한 화학적 에너지 변환과정을 연구하고 반응의 촉매적 특성을 극대화하여 신재생에너지의 안정한 화학적 에너지 저장 방법을 확립한다.

세부목표 및 결과
1) 나노촉매 디자인 및 제조
- 광촉매 및 전기촉매의 조성 분석: 촉매 디자인 전략 및 메커니즘 연구 리뷰 작성
- 나노구조체의 특성 디자인: 선택적 반응 특성을 이용한 검출 촉매 개발
- 목표 반응 특성을 지닌 촉매 개발: 광전기, 유기반응 특성 조절 및 촉매 응용
2) 반응 메커니즘 분석
- 구조 요소 조절에 따른 반응 특성 연구: 조성에 따른 플라즈몬 변화 연구
- 공간 및 시간 분해능 분광 연구: 암시야 분광 리뷰 및 세포 내 동역학 연구
- 전기화학적 증착 및 성장 과정 연구를 활용한 반응 속도 핵심 요소 연구
3) 광촉매 변환 연구
- 촉매-조촉매 나노구조 형태 구현을 통한 조성비와 막대 길이에 따른 수소 생성 연구
- 휴대 가능한 LED 광원 유도 이산화탄소 환원 반응기 제작
- 화학적 처리를 통한 수소 생성 반응 및 이산화탄소 환원 효율 극대화
4) 전기촉매 변환 연구
- 금속의 조성과 표면구조 조절: 구리 및 금/은 나노촉매 조성과 표면 조절을 통한 이산화탄소 환원 반응 선택성 향상
- 과전압과 패러데이 효율 변화 분석: 금속 인화물에서의 수소 생성 과전압 저감 연구
- 흐름셀 반응기 제작: 반응기 시스템 구축 및 기체 확산 전극 흐름셀 제작

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 신재생에너지와 에너지 저장시스템이 함께 운영되어 대체 에너지 연구 및 관련 산업이 크게 확대될 수 있다.
- 나노촉매의 이용으로 촉매 특성의 최적화가 가능하며, 불균일 촉매의 반응 적용 범위가 크게 넓어진다.
- 탄소 물질의 효과적인 저감과 탄소배출권 확보가 가능하며, 이에 관련된 전문성을 가지고 있는 연구 인력을 육성할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 나노촉매 디자인 및 제조 ... 7
• 2) 반응 메커니즘 해석 ... 9
• 3) 광촉매 변환 연구 ... 11
• 4) 전기촉매 변환 연구 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 1) 활용방안 및 분야 ... 18
• 2) 추가연구의 필요성 ... 18
• 3) 기대효과 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 31
• 끝페이지 ... 39