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이승준 교수, 선택적으로 푸르푸랄로 전환하는 전기 촉매 개발, SCI 학술지 '어플라이드 카탈리시스 B 환경' 에 게재
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- 조회 : 24
- 등록일 : 2024-05-10
국립한국교통대학교 이승준 교수, 선택적으로 푸르푸랄로 전환하는 전기 촉매 개발, SCI 학술지 '어플라이드 카탈리시스 B: 환경' 에 게재
국립한국교통대학교(총장 윤승조) 교통에너지융합학과 이승준 교수 연구팀은 경상국립대학교 화학과 최명룡 교수연구팀과 공동연구로 제1저자로 'Selective furfural conversion via parallel hydrogenation–oxidation on MOF-derived CuO/RuO2/C electrocatalysts via pulsed laser'를 Applied Catalysis B: Environmental에 게재했다고 밝혔다.
본 연구는 용매 내에서 친환경 합성법인 펄스레이저 시스템을 통하여 금속유기골격체(MOF) 기반의 금속산화물 CuO/C와 CuO/RuO2/C 나노구조 전기촉매를 개발 하였는데, 본 소재를 통하여 수소 발생 반응 및 산소 발생 반응, 푸르푸랄 수소 및 산화 반응 (HER, OER, FHR, FOR)에 우수한 다기능 전기촉매의 성능을 입증 한 것이다. 뿐만 아니라 In-Suit/operando 전기화학-라만 분광분석법을 활용하여 수소발생반응과 산소발생반응 동안 표면에서 일어나는 화학 반응 연구를 통한 중간체 형성을 밝혀내었다.
현재 바이오매스를 유용한 화학물질로 변환하는 것은 에너지 소비와 화석 연료 의존도 증가로 인해 크게 주목받고 있다. 여러 바이오매스 물질 중에서 푸르푸랄은 화학적 촉매전환으로 유도되는 주요한 물질로 간주된다. 하지만 푸르푸랄을 선택적으로 전환하는 것은 원치 않는 부반응으로 인해 실현되기 어렵다. 본 연구결과에서 개발된 촉매는 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER)에 대해 우수한 전기화학적 활성을 나타내며, 전해질에 푸르푸랄을 첨가하면 산화 환원 반응에 필요한 전위를 낮추는 데 도움을 준다. 또한, 이 전기촉매는 양극과 음극에서 푸르푸랄을 푸로산과 푸르푸릴 알코올로 동시에 변환하여 에너지를 절약할 수 있다. 이처럼 푸르푸랄 분자를 이용한 전기화학 연구 결과는 부가가치가 높은 화학 물질과 연료를 생성하는 새로운 경로를 개척할 것으로 기대하고 있다.
이번 연구결과는 촉매분야 최상위급 SCI학술지인 JCR 상위 1%, impact factor 22.1의 Applied Catalysis B: Environmental에 12월 최종 게재 되었다. 본 연구는 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터(센터장 최명룡)와 세종과학펠로십 지원(연구책임자 이승준)을 통해 수행되었다.
※ 자료문의 : ☎ 043-849-1477 교통에너지융합학과 최다빈
국립한국교통대학교(총장 윤승조) 교통에너지융합학과 이승준 교수 연구팀은 경상국립대학교 화학과 최명룡 교수연구팀과 공동연구로 제1저자로 'Selective furfural conversion via parallel hydrogenation–oxidation on MOF-derived CuO/RuO2/C electrocatalysts via pulsed laser'를 Applied Catalysis B: Environmental에 게재했다고 밝혔다.
본 연구는 용매 내에서 친환경 합성법인 펄스레이저 시스템을 통하여 금속유기골격체(MOF) 기반의 금속산화물 CuO/C와 CuO/RuO2/C 나노구조 전기촉매를 개발 하였는데, 본 소재를 통하여 수소 발생 반응 및 산소 발생 반응, 푸르푸랄 수소 및 산화 반응 (HER, OER, FHR, FOR)에 우수한 다기능 전기촉매의 성능을 입증 한 것이다. 뿐만 아니라 In-Suit/operando 전기화학-라만 분광분석법을 활용하여 수소발생반응과 산소발생반응 동안 표면에서 일어나는 화학 반응 연구를 통한 중간체 형성을 밝혀내었다.
현재 바이오매스를 유용한 화학물질로 변환하는 것은 에너지 소비와 화석 연료 의존도 증가로 인해 크게 주목받고 있다. 여러 바이오매스 물질 중에서 푸르푸랄은 화학적 촉매전환으로 유도되는 주요한 물질로 간주된다. 하지만 푸르푸랄을 선택적으로 전환하는 것은 원치 않는 부반응으로 인해 실현되기 어렵다. 본 연구결과에서 개발된 촉매는 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER)에 대해 우수한 전기화학적 활성을 나타내며, 전해질에 푸르푸랄을 첨가하면 산화 환원 반응에 필요한 전위를 낮추는 데 도움을 준다. 또한, 이 전기촉매는 양극과 음극에서 푸르푸랄을 푸로산과 푸르푸릴 알코올로 동시에 변환하여 에너지를 절약할 수 있다. 이처럼 푸르푸랄 분자를 이용한 전기화학 연구 결과는 부가가치가 높은 화학 물질과 연료를 생성하는 새로운 경로를 개척할 것으로 기대하고 있다.
이번 연구결과는 촉매분야 최상위급 SCI학술지인 JCR 상위 1%, impact factor 22.1의 Applied Catalysis B: Environmental에 12월 최종 게재 되었다. 본 연구는 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터(센터장 최명룡)와 세종과학펠로십 지원(연구책임자 이승준)을 통해 수행되었다.
※ 자료문의 : ☎ 043-849-1477 교통에너지융합학과 최다빈
