세계 최초로 나노촉매 표면의 화학전류 측정에 성공 - 안게반테케미誌 게재, 나노촉매 반응의 기초현상 ‘핫전자’ 흐름 최초 규명 -
연구결과 개요
콜로이드 백금 나노촉매 표면에서 수소 산화반응에 의해 발생한 핫전자 흐름 비교를 통한 나노촉매 크기 효과 규명
2. 연구내용
본 연구진은 얇은 금 박막과 이산화티타늄(TiO2) 층으로 이루어진 나노다이오드 표면 위에 랑뮤어-블라젯 기법을 이용하여 백금 나노촉매를 이차원 단층으로 배열하여 새로운 나노촉매 디바이스 시스템을 제작하였다. 백금 나노촉매는 콜로이드 합성법을 통해 1.7 나노미터와 4.5 나노미터 크기로 합성하였으며, 나노입자끼리의 뭉침(aggregation)을 막기 위해서 PVP(Polyvinylpyrrolidone)을 유기물 캐핑제로서 사용하였다. 
제작된 디바이스는 먼저 전류-전압 측정을 통해 쇼트키 장벽, 열적 안정성등의 기본적인 특성을 확인하였고, 이후 핫전자와 촉매활성도의 상관관계를 이해하기 위해 수소 산화반응을 반응기 내에서 수행하였다. 이에 따른 결과로 화학전류는 온도가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하였으며, 이는 기체 크로마토그래피를 통해 측정된 촉매활성도의 변화추세와 동일하였다. 결론적으로 화학반응을 통해 나노촉매 표면에서 발생한 핫전자가 효과적으로 화학전류로 검출됨을 확인하였으며 이는 곧 촉매활성도를 반영함을 알 수 있었다. 
본 연구진은 더 나아가 1.7 나노미터 크기의 촉매의 경우 4.5 나노미터크기의 촉매보다 촉매활성도가 50% 증가함과 동시에 화학전류 생성효율이 5배 증가됨을 확인함으로써 촉매크기 변화에 따른 촉매활성도 및 활성에너지 변화를 화학전류 측정을 통해 정량적으로 비교하는데 성공하였다.
세계 최초로 나노촉매 표면의 화학전류 측정에 성공
나노다이오드 표면 위에 무슨 기법으로 백금 나노촉매를 이차원 단층으로 배열하여 디바이스 시스템을 만들었을까
랑뮤어-블라젯 기법