| 초록 |
CO2를 이용 가능한 탄화수소 화합물로 전환하는 것은 CO2의 농도를 저감시켜 온난화 현상의 완화에 기여할 뿐만 아니라 탄소자원의 재활용이란 측면에서 가치가 매우 높다. CO2 연료화 기술은 전자 환원 과정 중 최초 전자 전달 과정에서 요구되는 오버포텐셜로 인해 전류 밀도와 에너지 생산 효율성을 동시에 만족시키기 어려운 실정이다. 따라서, CO2 전환 효율을 높이기 위해선 향상된 촉매의 개발이 필요하다. 본 연구에선, CO2 환원 효율이 가장 높다고 알려진 구리를 나노입자 형태(Cu55)로 디자인하여 CO2 환원 반응을 밀도범함수이론(DFT)을 활용하여 분석하였다. Peterson et al.이 제안한 반응 경로를 참고하여 자유에너지를 계산한 결과 CO*→CHO*로 전환되는 단계에서 가장 높은 에너지 벽(0.86 eV)이 확인되었고 Cu(111) 표면의 에너지 벽(0.97 eV) 보다 낮은 결과를 나타냈다. 이러한 차이는 구리나노입자의 구조적 차이에 의한 것으로 판단되며, density of state 분석을 수행하여 이러한 차이들을 더 자세히 분석하였다. 본 연구가 향후 향상된 CO2 연료화 촉매 개발에 기여할 수 것으로 기대한다. |
