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탈수소반응에서 백금 및 니켈 촉매의 지지체로 사용하는 탄소나노튜브

전문가 제언: ○ 탄소 나노튜브(CNT)의 독특한 성질을 이용하여 다방면의 산업에 응용하려는 연구가 수행되고 있는데, 촉매분야도 그 중의 하나이다. 정밀화학제품과 수소 연료 생산공정에서 CNT를 탈수소 반응의 금속촉매 담체로 이용하는 연구가 점점 증가하고 있다. 기능화-CNT 및 질소로 도핑한 CNT(N-CNT) 담체는 종래의 금속촉매의 담체와 비교하여 생성물의 선택도 및 반응물의 전환율 면에서 반응활성이 증진되는 것이 여러 연구에서 확인되고 있다.
○ 저자는 탈수소 반응을 위한 CNT의 제법과 기능화 방법 및 기능화-CNT 및 N-CNT에 금속 나노입자 촉매를 담지하는 방법을 고찰하고, 이들을 탈수소반응의 촉매 또는 촉매담체로 적용한 연구사례를 다수 소개하였다.
○ CNT에 담지한 촉매에 대한 연구가 상당히 많지만 우리나라 연구진에 의한 보고는 많지 않다. 국내 연구발표는 주로 연료전지용 촉매에 치중되어 있다. 김용환 등의 “탄소나노튜브 지지체를 이용한 백금 담지 촉매의 백금 입자 크기에 미치는 수소환원 조건의 영향” 보고와 김희연 등의 “화학기상증착법에 의한 탄소나노튜브 담지 백금촉매의 제조방법”(등록특허)이 본 연구와 관련이 깊다.
○ 기능화-CNT(예; 질소 혹은 산소로 도핑한 CNT)를 담체로 하는 촉매 연구는 비교적 최근에 많이 수행되는 연구 분야이다. 탈수소 촉매재료로 귀금속이 많이 이용되는바, 도핑한 CNT를 담체로 하는 촉매기술이 개발된다면 촉매의 활성증가로 인한 원가절감은 물론 귀금속 사용을 줄이는 효과가 현저할 것이다. 이 연구는 선진국에서도 연구에 착수한지 얼마 안 되므로 우리가 충분히 산업적 응용에서 앞서갈 수 있는 연구분야라고 생각한다.
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저자: GauravNahar, ValerieDupont
자료유형: 학술정보