특히 수소 생산과 같은 청정 및 지속 가능한 에너지원의 효율성을 극대화하는 데 중점을 두고 있다. 두 연구는 각각 뛰어난 전기 촉매 특성을 지닌 새로운 나노구조 물질을 개발해 에너지 관련 공정의 효율을 크게 향상시켰다.

'저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A'에 게재된 논문은 고엔트로피 합금(HEA) 기반 촉매를 개발해 해수 전기분해에서 높은 효율을 달성했다. 이 연구에서 CO2 레이저를 이용한 빠른 합성법을 통해 금-루테늄-이리듐-팔라듐-백금(AuRuIrPdPt) 합금 나노플라워 구조를 성공적으로 제작했다.

이 촉매는 특히 알칼리성 및 자연 해수 환경에서 뛰어난 수소 발생 반응(HER) 성능을 보여, 상업용 Pt/C 촉매를 능가하는 성과를 기록했다.

'스몰 메소즈'에 소개된 연구에서는 코발트(Co)가 도핑된 구리 산화물(CuO) 전기촉매를 새로운 펄스 레이저 액상 합성 기법을 통해 제조했다. 이 기술로 제작된 나노구조 물질은 메탄올 산화 반응(MOR)의 반응 속도를 획기적으로 향상시켰으며, 이는 수소 생산 공정에서 산소 발생 반응을 대체할 수 있는 대안으로 평가된다.

이 전기촉매는 낮은 작동 전압에서 높은 안정성을 유지해, 효율적인 수소 생산과 부가가치 화학물질인 포름산의 동시 합성의 이상적인 경로를 제공했다.

두 연구는 각각 고유한 접근 방식을 통해 수소 생산의 효율성과 경제성을 크게 향상시켰으며, 이는 친환경 에너지 기술의 상용화 가능성을 높이는 중요한 성과로 평가받고 있다. 이러한 연구 결과는 차세대 에너지 전환 기술의 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

이 수행은 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 ‘광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터’의 지원으로 수행했다.