백서인 교수 연구팀이 포스텍 김용태 교수 연구팀과 공동연구를 통하여 코발트가 합금화된 산화이리듐 코어/쉘 구조가 물 산화 반응 촉매로 우수한 안정성과 성능을 보임을 확인하고, 계산화학을 통하여 그 원인을 규명하였다.

산화 이리듐(IrO₂)에 코발트(Co)를 합금화하면 물 산화 반응 환경에서 전부 기타 대다수 금속과 달리 코발트가 전부 용해되지 않고 이리듐과 1:3 비율을 유지한다. 구조에 남은 코발트는 표면의 이리듐 흡착자리의 d-band center를 아래쪽으로 이동시켜 반응중간체의 흡착에너지를 약화시켜 촉매의 활성을 향상시키는 역할을 한다. 또한 본 촉매는 나노다공성(nanoporous) 구조를 갖고 있어 활성 표면 면적이 굉장히 넓기 때문에 구조적 특징과 코발트의 전자적 특징에 의해 우수한 성능을 보여준다.

연구 결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 미국 화학회의 ACS Catalysis (Impact Factor: 13.084, JCR 상위 9%)에 게재되었다.

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논문 링크: https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00856