다성분 합금 촉매를 고온에서도 안정하게 고정하는 신기술 개발

- 극한 환경용 고성능 가스센서 소재 원천기술 구현

충남대 김상준 교수 등 공동 연구팀, 국제 학술지 표지 논문. (자료제공: 충남대)

충남대학교(총장 김정겸)은 공과대학 신소재공학과 김상준 교수 연구팀이 최근 세계적인 나노과학 분야 최고 권위 학술지 ‘ACS Nano’에 연구 성과를 발표하고, 최근 표지 논문(Cover Article)으로 선정되는 쾌거를 거뒀다고 5월 29일 밝혔다.

이번 연구에는 신소재공학과 김상준 교수, 한양대 최선진 교수, 한국화학연구원 김현탁 박사가 공동 교신저자로, 한국화학연구원 이현지, 한양대 이준석, 곽경원 학생연구원이 공동 1저자로 참여했다.

공동 연구팀은 이번 연구에서 고온과 산화 환경에서도 안정적으로 동작하는 고엔트로피 합금 나노입자(HEA-NPs)를 탄화물 기반 열충격(Carbid-Induced Thermal Shock, CITS) 기술을 이용해 산화물 나노섬유 지지체(WO₃ nanofibers) 위에 초미세(1~3nm) 크기로 균일하게 고정하는 합성 전략을 세계 최초로 제시했다.

이를 통해 황화수소(H₂S)와 같은 유해가스를 저온(150°C)에서도 높은 감도, 빠른 응답/회복 특성, 장기 안정성을 동시에 달성하는 고성능 가스센서를 구현했다.

이번 기술은 기존 탄소 기반 지지체가 가진 내구성 한계를 극복하고, 극한 환경(고온·산화 분위기)에서도 촉매 및 센서가 안정적으로 동작할 수 있는 원천 기술로 평가받는다.

특히, 다성분 금속 조성의 시너지를 활용해 표면 활성산소 생성, 루이스 산 촉매 활성 증가를 이끌어냄으로써 산업 현장 실용화 가능성을 크게 높였다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 과제의 지원을 받아 수행됐다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]