백서인 교수 연구팀이 서울대 현택환, 성영은 교수 연구팀과 공동연구를 수행하여 Mn와 Co 구성 비율에 따른 스피넬 산화물 촉매의 산소환원반응 활성을 확인하고 활성의 원인을 규명하였다.

 

Mn과 Co로 구성된 스피넬 산화물 촉매 Mn_xCo_3-xO₄를 전체 금속 원자 중 Mn이 차지하는 비율 (0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 0.9, 1)에 따라 합성하고 산소환원 반응에 대한 활성을 측정한 결과, Mn과 Co의 원자 비율이 1:1인 경우에 반파 전위 (Half-wave potential) 0.894V를 가져 가장 활성이 좋았다.

 

본교 화공생명공학과 목동현 연구원(석·박사통합과정), 장호연 연구원 (석·박사통합과정, 지도교수: 백서인)은 밀도범함수이론 계산 (Density Functional Theory Calculations)를 통해 스피넬 표면 Mn과 Co의 비율이 1:1일 때 가장 높은 한계 전위(Limiting potential)을 가져 활성이 가장 좋으며, 이는 표면에서의 전하 이동과 리간드 효과가 적절한 균형을 이루어 강한 ∆G_OH*를 가지도록 했기 때문임을 이론적으로 확인하였다.

 

연구 결과는 재료 분야의 국제 학술지인 Nano Letters (Impact Factor: 11.19, JCR 상위 9.58 %) 에 게재되었다.

 

 

 

 

 연구실 홈페이지: https://www.seoinback.com/

 

 논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.2c00238