수소연료 저장 활용 MOF 개발
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숭실대, 내부 공동지름 4.7nm MOF 합성 성공 … 촉매에도 이용 국내 연구진이 지금까지 알려진 것 중 가장 큰 공동(空洞)을 보유해 수소연료 저장이나 촉매, 광센서 등에 활용할 수 있는 결정성 하이브리드 화합물(MOF)을 개발했다.숭실대 화학과 김자헌 교수팀은 고효율 수소에너지 제조ㆍ저장ㆍ이용기술개발사업단의 지원을 받아 유기분자와 금속 이온을 결합해 내부 공동의 지름이 최대 4.7㎚에 달하는 결정성 하이브리드 화합물(MOF)를 합성하는데 성공했다고 10월10일 발표했다. MOF는 유기분자와 금속 이온이 교차적으로 연결돼 합성되는 과정에서 내부에 빈 공간이 있는 결정을 형성하는 물질로 기존 물질의 공동 지름은 최대 3㎚ 이하였고 공동이 더 커지면 구조가 불안해지기 때문에 만들기 어려운 것으로 알려졌다. 내부에 많은 공동을 가지고 있는 다공성 물질은 촉매나 센서 기체의 분리와 저장 등 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 특히 최근에는 수소연료 자동차 연구가 활발해지면서 수소연료 저장용 물질로 주목받고 있다. 김자헌 교수팀은 금속인 테르븀(Tb) 이온과 유기분자를 결합시켜 기둥만 있는 새장 같은 격자들이 반복돼 있으면서도 안정적인 구조를 유지하는 다공성 화합물을 만들었다. MOF는 내부의 공동 부피가 기존 유사물질들보다 10배 이상 크기 때문에 수소나 메탄(Methane) 같은 연료가스나 이산화탄소 같은 온실가스 등 다양한 분자들을 훨씬 더 많이 저장할 수 있으며 금속 이온의 형광 특성과 공동에 도입되는 외부 분자와의 광학 성질이 결합되면 광학 센서로도 사용이 가능하다. 김자헌 교수는 “개발한 MOSF는 자체로 촉매가 될 수도 있지만 내부 공동이 기존 물질들보다 월등히 크기 때문에 수소 저장이나 촉매 등에 활용 가능성이 큰 점이 장점”이라고 밝혔다. 연구결과는 Angewandte Chemie 11월호 표지 논문으로 선정됐으며 미국화학회의 C&EN와 영국 화학공학회의 Chemistry & Industry 등에 잇따라 소개됐다. <화학저널 2007/10/11> |
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