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광반응계 II와 유사한 물-산화활성도를 가진 분자 루테늄 촉매

전문가 제언: ○ 자연계에서는 식물의 엽록소가 햇빛과 물을 이용하여 산소와 수소를 발생시키는 위대한 작용을 한다. 이러한 자연광합성을 실험실에서 이룩하여 햇빛과 물, 그리고 엽록소 역할을 하는 금속착물촉매를 이용하여 인조광합성으로 수소연료와 산소를 발생시키려는 인류의 노력이 오래전부터 진행되어 왔으나 지금까지 이렇다할 성과를 얻지 못하고 있었다.

○ 엽록소에는 망간착물이 존재하므로 엽록소를 대신할 수 있는 금속착물의 개발이 가장 핵심적인 과제이다. 지금까지 알려진 여러 가지 금속착물들이 그 효율 면에서 매우 낮았으나 이 연구에서 발명된 루테늄착물[Ru(bda)(iSOq)2] 착물은 자연계의 광합성에서와 유사하게 비교될 수 있는 우수한 물산화반응 촉매능력을 보여주는 중요한 연구성과를 이룩하였다. 이러한 성과는 향 후 이 분야의 연구에 큰 격려와 함께 연구를 촉진시키는 기폭제가 될 것으로 사료된다.

○ 인조광합성에 관련된 연구는 국내에서도 여러 연구진들에 의하여 수행되고 있다. 인조광합성과 관련된 연구분야로 차원이 다르기는 하지만 햇빛을 이용하는 태양전지의 개발에 관한 연구도 국내에서 활발하게 진행되고 있다. 이 연구에서의 연구성과는 국내의 연구진들에게도 좋은 참고와 격려가 될것으로 사료된다.

○ 엽록소에는 망간착물이 촉매작용을 하므로 인조광합성에서 망간착물을 이용하고자하는 연구는 오래전에 시도되었으며 로듐, 철, 바나듐의 금속착물들도 이용되었으나 루테늄착물이 가장 적합한 것으로 최근의 연구에서 알려지게 되었다. 루테늄착물의 경우 “어떤 리간드를 사용했는가?” 하는 리간드의 선택이 핵심이다. 이 연구에서는 bda와 isoq 리간드가 이용되었는데 향후 리간드의 개발 면에서 연구해야할 여지가 많이 있어 향후의 연구는 적절한 산소발생반응을 위한 전위차를 제공할 수 있는 리간드의 발견에 집중되어야 할 것으로 사료된다

저자: Duan, L., et al.
자료유형: 학술정보