전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

속보

더보기

KAIST, 고효율 수소전지 개발 촉진할 나노 촉매분자 최초 규명

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

단층 촬영 현미경 활용해 3차원 분포 관찰

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 차세대 에너지로 주목을 받는 수소의 연료용전지 개발에 힘을 보탤 수 있는 나노 촉매 분자를 국내 연구진이 최초로 규명했다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 최벽파 교수 연구팀이 이화여대 화학신소재공학과 이상헌 교수 연구팀과 공동연구를 통해 원자 단층 촬영 기술을 활용해 나노입자 표면에 존재하는 리간드 분자의 3차원 분포를 최초로 규명했다고 9일 밝혔다.

리간드(Capping ligand)는 금속 나노입자 합성 시 발생하는 유기 분자로, 입자 간 응집을 방지할 뿐만 아니라 입자의 형태와 각종 특성까지 조절한다는 사실이 밝혀지면서 나노입자의 합성 및 설계에 중요한 요소로 꼽힌다.

투과 전자 현미경 (TEM)과 원자 단층 촬영 현미경 (APT)으로 분석한 팔라듐 나노입자와 리간드 분포 [자료=한국과학기술원] 2021.08.09 biggerthanseoul@newspim.com

복잡한 구조의 유기 분자로 이루어진 리간드의 공간적 분포를 분석하기 위해서는 원자단위의 공간 분해능과 경량 원소에 대한 높은 검출 민감도를 가지며 3차원 분석이 가능한 기술이 요구된다. 이같은 분석 기술이 존재하지 않아 현재까지 나노입자 표면에 존재하는 리간드 분포를 3차원에서 관찰한 사례는 없었다.

입자 합성과정에서 리간드의 거동은 상당 부분 미지의 영역으로 남아있게 됐다.

이에 대해 최벽파 교수 연구팀은 원자 단층 촬영 현미경(Atom probe tomography)을 활용해 서로 다른 할라이드 리간드를 통해 합성된 두 종류의 팔라듐 나노입자 표면에 존재하는 세트리모늄 리간드(Cetrimonium chloride)의 3차원 분포를 원자단위에서 관찰하는 데 성공했다.

원자 단층 촬영 현미경은 아주 얇은 바늘 모양으로 가공된 시편 표면의 원자들을 고전압 또는 고에너지 펄스를 가해 차례차례 증발시켜 검출기에 충돌시킨다. 검출기에 기록된 원자의 충돌 위치와 충돌 순서, 충돌 원자의 질량 대 전하 비를 이용해 시편의 3차원 원자 분포를 재구성하는 분석 기술을 얻게 된 것이다.

원자 단층 촬영 기술을 활용하면 3차원 원자단위 분석 및 화학적 정량 분석이 가능하다. 옹스트롬(100억 분의 1m) 단위의 공간 분해능과 모든 원소에 대해 동일한 ppm 단위의 우수한 검출 감도를 갖고 있어 최근 재료 분석 분야에서 큰 주목을 받고 있다.

연구팀은 리간드의 3차원 분포에 대한 단층 촬영 데이터로부터 각각의 나노입자 표면에 존재하는 세트리모늄 리간드의 밀도를 계산했다. 이를 통해 세트리모늄 리간드와 할라이드 리간드 사이에 기존에 알려지지 않았던 상호작용이 존재하며, 이러한 서로 다른 리간드 사이의 상호작용이 나노입자의 최종 형태와 산화 저항 특성을 결정한다는 사실을 알게 됐다. 또 기존의 연구 결과들이 합치되지 않았던 원인도 규명할 수 있었다.

최벽파 교수는 "이번 연구를 통해 얻은 결과는 나노입자 합성에 대한 근본적인 이해를 높이고, 우수한 특성을 가진 나노입자를 설계하는데 응용될 수 있으리라 기대한다ˮ며 "기초 연구 수준이지만, 향후 고효율의 수소 연료용전지를 개발할 수 있는 토대를 마련하게 된 것"이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 7월 14일 자 온라인판에 게재됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
신임 국가수사본부장에 홍석기 [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 경찰 수사를 총괄하는 제4대 국가수사본부장에 홍석기 본청 수사국장(치안감)이 치안정감으로 승진 임명됐다. 경찰청은 3일 4대 국가수사본부장에 홍 국장이 취임한다고 2일 밝혔다. 홍 신임 본부장은 충청남도경찰청 공공안전부장, 충청북도경찰청 청주흥덕경찰서장, 경찰청 사이버수사심의관, 경찰청 교통기획과장 등을 지냈다. 홍 본부장은 3일 취임식을 갖고 업무를 시작할 예정이다. 국가수사본부 [사진= 뉴스핌DB] the13ook@newspim.com 2026-07-02 22:55
사진
[히든스테이지] 정다운·윤준 무대 [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 올해 4회째를 맞은 싱어송라이터 경연 대회 '히든 스테이지' 본선 두 번째 주자에 정다운과 윤준이 나선다. 싱어송라이터 정다운. [사진= 히든스테이지 사무국] 정다운은 히든스테이지 지원 동기에 대해 "최근 군 제대 후 히든스테이지라는 기회를 알게 됐다. 기성곡 커버가 대부분인 다른 경연 프로그램과는 다르게 싱어송라이터를 위한 무대이기 때문"이라고 말했다. 윤준 역시 "우연히 인스타그램 광고를 통해 히든스테이지를 알게 됐다"며 "인디 싱어송라이터에게는 너무나 좋은 기회이자 발판이라고 생각하여 지원하게 됐다"고 밝혔다. 싱어송라이터 윤준. [사진= 히든스테이지 사무국] 정다운과 윤준은 신직선과 김은선 밴드 이후로 본선에 나서는 두번째 주자다. 두 싱어송라이터의 무대는 40만 구독자를 보유한 유튜브 채널 '뉴스핌TV'를 3일 오후 4시 공개된다. 본선 진출 20팀은 여성 솔로 11명, 남성 솔로 5명, 남성 팀 2팀, 혼성 팀 2팀이다. 여성 참가자로는 보리(25)·김나라(27)·박희수(32)·혼즈(32)·변미리(26)·오아(30)·신직선(36)·도이주(20)·마린(28)·채수빈(27)·박지은(23) 등 11명이다. 남성 개인 부문에서는 정상호(정점·28)·최혁준(심각한 개구리·33)·윤준(27)·윤태경(34)·정다운(25)이 본선에 올랐다. 팀 부문에는 남성 팀 구구(26)·블낫블(23)과 혼성 팀 김은찬밴드(23)·Che!vee(28)가 참가한다. 경연 영상은 매주 금요일 2팀씩 10주에 걸쳐 순차 공개되며, 8월 28일 마지막 영상이 업로드된다. 이후 9월 10일부터 14일까지 심사위원단 2차 본선 심사가 진행되고, 9월 25일 결승 진출 톱 10이 발표된다. 시상 규모는 총 1200만 원이다. 문화체육관광부 장관상인 대상(500만 원)을 비롯해 한국콘텐츠진흥원장상 최우수상(300만 원)·우수상(200만 원)·루키상(200만 원) 등이 수여된다. '히든 스테이지'는 종합뉴스통신사 뉴스핌과 감엔터테인먼트가 주최하며, 문화체육관광부·한국콘텐츠진흥원이 후원한다. fineview@newspim.com 2026-07-03 05:56
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동