화학과 이동일 교수 연구팀(제1저자 한상명 박사)은 나노입자 촉매의 리간드 기능화를 통해 이산화탄소 전환 촉매의 활성을 획기적으로 향상시키는 데 성공했다. 리간드는 나노입자의 표면에 결합해 나노입자를 안정화시키는 분자나 이온을 의미한다.

연구팀은 음이온으로 기능화된 리간드가 주변의 알칼리 양이온을 끌어당겨 촉매 반응이 일어나는 활성점으로 양이온을 전달할 수 있다는 가설을 세우고, 음이온 리간드로 안정화된 나노입자를 설계 및 합성했다. 그러나 연구 결과 리간드의 존재가 이산화탄소와 물과 같은 반응물이 활성점에 접근하는 것을 방해해 촉매 활성을 저해하는 것으로 밝혀졌다.

이동일 교수는 “리간드 제어 전략을 통해 이산화탄소 전환 촉매의 반응 활성을 획기적으로 향상시켰다.”며, “이번 연구는 향후 다양한 기능성 리간드를 갖는 촉매의 개발 및 상용화를 앞당기는 데 기여할 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

한편 본 연구는 한국연구재단의 Carbon-to-X 기술 개발 사업과 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 화학 분야 세계적 학술지 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie, IF 16.1)’에 최근 게재됐다.

* 논문 제목: Boosting the Electroreduction of CO2 to CO by Ligand Engineering of Gold Nanoclusters