안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
우리 인체나 산업 현장에서 많이 사용하는 촉매의 성능은 크게 활성, 선택성, 안정성의 세 가지 핵심 요소에 의해 결정됩니다.
활성은 반응의 활성화 에너지를 낮춰 속도를 얼마나 빠르게 만드는지를 나타내는 것입니다.
선택성은 여러 부반응 중 목적하는 특정 생성물만 골라 생산하는 능력으로 특정 촉매는 특정 반응물 만 결합하는 특이성을 갖습니다.
안정성은 고온, 고압이나 반응물에 의한 환경에서 촉매가 성능을 유지하는 특성을 말합니다.
이러한 성능은 촉매의 물리, 화학적 구조의 영향을 받습니다. 반응이 일어나는 면적을 넓히는 비표면적, 실제 반응이 진행되는 활성화 구조, 그리고 촉매 입자를 지지하고 전자를 교환하는 지지체 효과가 대표적입니다.
최근 일반적인 촉매 연구에서는 경제성과 원자 효율성을 가장 중요하게 고려합니다. 백금이나 이리듐 같은 비싼 귀금속 대신 철, 코발트 등 풍부하게 사용할 수 있는 금속으로 대체하는 연구가 활발합니다.
특히 원자를 하나씩 분산시켜 효율을 극대화하는 단일원자 촉매 개발과, 컴퓨터 시뮬레이션 및 AI를 활용해 실험 전 최적의 구조를 예측하는 스크리닝 연구가 핵심으로 자리 잡고 있습니다.
제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.