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미 에너지부의 브룩헤이븐 국립연구소(Brookhaven National Laboratory)와 버지니아 공대(Virginia Tech)의 연구진은 광 흡수 시에 화학 반응을 촉진할 수 있는 새로운 광촉매를 개발했다. 녹색 식물의 광합성은 대기 중의 이산화탄소, 물, 태양 에너지를 식물 성장을 촉진시키는 당 분자로 변화시킨다. 과학자들은 이런 광합성을 모방해서 수소와 메탄올과 같은 환경 친화적이고 지속 가능한 연료를 생산하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 인공 광합성은 높은 에너지 변환 효율을 달성하기 위해서 복잡한 공정을 필요로 한다. 이번 연구진은 인공 광촉매의 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 광촉매를 개발했다. 이 연구에서, 6 개의 Ru 광흡수제를 가진 광촉매가 더 많은 수소를 생성하고 더 오랜 기간 동안 안정성을 유지한다는 것을 보여주었다. Rh 촉매는 빛에 노출될 때 Ru 광 흡수체로부터 전자를 더 많이 수용하기 위해서 충분히 낮은 에너지를 가져야 한다. 이번 연구진은 Rh 촉매가 금속 촉매 시스템보다 전자를 수용할 수 있는 능력이 더 우수하다는 것을 발견했다. 온실 가스로 인한 지구 온난화와 화석 연료의 고갈로 인해서 대체 에너지의 개발이 활발하게 수행되고 있다. 그 중에서 인공 광합성은 유망한 기술 중의 하나이고 이번 연구는 이 기술이 상용화될 수 있는 새로운 초석을 마련할 것이다. 이 연구결과는 Journal of the American Chemical Society에 ldquo;Tetra- and Heptametallic Ru(II),Rh(III) Supramolecular Hydrogen Production Photocatalysts rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/jacs.7b02142). |
