본교 화공생명공학과 백서인 교수 연구팀 (공동 제 1저자: 정현동 석박통합과정생)은 카이스트 오지훈 교수 연구팀과 공동연구를 통해 금 나노입자가 담지된 구리 촉매가 전기화학적 이산화탄소 환원 반응에 의한 프로판올 (n-propanol) 생성의 높은 성능을 확인하고 계산화학을 통하여 그 원인을 규명하였다.

 

본 공동연구팀은 이산화탄소 환원 반응에서 금 나노입자에서 생성된 CO*의 스필오버 (spillover)에 의해 구리 표면 내의 CO* 중간체의 양이 증가하여 C₃ 화합물인 프로판올의 생산성이 증가함을 밝혀냈다. 밀도범함수 이론 (Density Functional Theory) 계산을 통해 금 나노입자 인근의 구리 표면에서 OCCO*와 CO*의 결합의 활성화 에너지가 대폭 낮아져 CO* 이합체화 반응 이후 C₃ 중간체인 OCCOCO*의 생성이 촉진되어 프로판올의 생산성이 높아진다는 것을 이론적으로 규명하였다.

 

 

본 연구는 이공분야 대학중점연구소지원 사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘Nano Energy’ (Impact Factor: 17.6, JCR 상위 5.2%)에 게재되었다.

 

논문 제목: Delicate control of a gold-copper oxide tandem structure enables the efficient production of high-value chemicals by electrochemical carbon dioxide reduction

논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.110176

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