경상국립대학교(GNU)는 화학과 최명룡 교수(광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터장‧사진) 연구팀이 레이저를 이용해 합성한 고엔트로피 합금(High-Entropy Alloy, HEA) 촉매가 질산염(NO2−)을 암모니아(NH3)로 전환하는 데 탁월한 성능을 발휘하는 것으로 확인했다고 19일 밝혔다.
이 연구는 환경적·경제적 지속 가능성을 높일 수 있는 잠재력을 보여주고 있기에 그 우수성을 인정받아 재료 분야의 권위 있는 국제 학술지 ‘스몰(small)’(IF: 13.0) 최신호의 표지 논문으로 선정됐다.
최명룡 연구팀은 레이저를 이용해 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn) 기반의 고엔트로피 프러시안 블루 유사체(HE-PBA)를 단일 상의 스피넬 고엔트로피 산화물(HEO) 과 면심입방 구조(fcc)의 고엔트로피 합금(HEA)으로 변환하는 방법을 개발했다.
특히 이 연구는 비교적 간단한 소성(calcination)과 액체 내 펄스 레이저 조사(PLIL)를 결합한 방법을 통해 이를 달성했다.
이렇게 합성된 고엔트로피 합금이 매우 높은 전도성을 갖추고 있으며 반응 표면이 활성화돼 있는 특징을 확인했다.
이 합금은 전해질 내에서 미량의 질산염을 암모니아로 전환하는 데 기존 방법과 비교해 매우 뛰어난 성능과 높은 내구성을 입증했다.
이번 연구는 고엔트로피 합금의 다양한 전기화학적 응용 가능성을 제시하며 지속 가능한 에너지 전환 기술 개발에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 이 혁신적인 합성이 보다 실용적인 암모니아 생산 방법으로 발전될 수 있기를 기대하고 있다.
해당 연구는 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 ‘광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터’의 지원으로 수행했다.