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[IT뉴스]“원하는 금속 쏙쏙”···국내 연구진, 소재 성능 조절 ‘마법의 레시피’ 개발

온카뱅크관리자

2026-01-14 08:57:42

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">층상 티타늄 산화물에 원하는 금속 삽입하는 합성 기술 개발<br>촉매 지지체, 에너지 저장 소재 맞춤 설계 위한 라이브러리</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="p9eZpPV7WS">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="85833135857f7ceb8b047a29777094c57b260febe451ebd9dc9592ba247548d4" dmcf-pid="ULr2QcgRWl" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다양한 금속 이온을 층상 티타네이트에 삽입해 촉매 성능을 조절하는 합성 개념과 성능 검증 결과. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/14/seouleconomy/20260114085146053ddbd.png" data-org-width="640" dmcf-mid="3m0cs5YClT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/14/seouleconomy/20260114085146053ddbd.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다양한 금속 이온을 층상 티타네이트에 삽입해 촉매 성능을 조절하는 합성 개념과 성능 검증 결과. 연구그림=UNIST
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="cb9174ee3c210ca7d5e2a542f97b96fbbf3cee33073ecbfac72c519bdf02f1d7" dmcf-pid="uomVxkaeWh" dmcf-ptype="general">
            [서울경제] 
           <p>겹겹이 쌓인 층상 소재 안에 원하는 금속을 쉽게 끼워 넣어 소재 성능을 전략적으로 조절할 수 있는 합성 기술이 개발됐다. 산업 현장에 꼭 필요한 맞춤형 촉매, 이차전지 소재 설계 등에 기여할 전망이다.</p>
          </div>
          <p contents-hash="4e281c9d4093f66fedb169846ec949d4e36b556328a8a3c51d99d17a881eb565" dmcf-pid="7gsfMENdTC" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조승호 교수팀은 에너지화학공학과 안광진 교수, 반도체소재·부품대학원 정후영 교수, 서울대학교 한정우 교수팀과 함께 층상 티타네이트(layered titanate)의 층간에 알칼리 금속부터 희토류에 이르는 총 42종의 금속 중 원하는 금속을 쉽게 삽입할 수 있는 합성 방법을 개발했다고 14일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="86629abbea5558ae1ef80883464e0d0fa4556367877d0449ea61092da8538398" dmcf-pid="zaO4RDjJvI" dmcf-ptype="general">층상 티타네이트는 얇은 층이 겹겹이 쌓인 형태의 티타늄 산화물이다. 층과 층 사이의 공간에 금속 양이온을 수용할 수 있는 성질 덕분에 배터리 전극이나 촉매 지지체로 각광 받는 소재다. 하지만 기존에는 고온의 열처리와 강산을 이용한 세척 과정을 거쳐야 금속 이온을 넣을 수 있었고, 삽입 가능한 금속의 종류도 제한적이라는 한계가 있었다.</p>
          <p contents-hash="1e2fc11399886fdca8a862ba7a634436c0819ad1a6e898425db19af33230968f" dmcf-pid="qNI8ewAivO" dmcf-ptype="general">연구팀은 수산화암모늄 용액을 이용한 새로운 합성법을 개발했다. 수산화암모늄 용액 속에 녹아 있는 티타늄 산화물의 원료 성분들이 화학반응을 통해 층상 구조로 조립되는 상향식 합성법이다. 층 안에는 수소 이온이 들어간 형태로 조립된다. 이렇게 합성된 층상 티타네이트를 삽입하고자 하는 금속 양이온이 녹아 있는 용액에 담그면, 층 사이에 미리 삽입되어 있던 수소 이온이 금속 양이온으로 쉽게 대체된다.</p>
          <p contents-hash="f017e2347e9fade359ee8764b2985184b46aa5b480150e6cbddf9965bff92fc5" dmcf-pid="BjC6drcnvs" dmcf-ptype="general">이 합성법은 알칼리 금속부터 희토류 금속에 이르는 총 5개 그룹 42가지 금속 원소를 삽입할 수 있을 정도로 범용성이 뛰어나며, 총 30종 이상의 금속 원소를 동시에 삽입할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="88f3204f0f871cd3a83635f42cd767b4da6fd16d3ece23f83fffdeabc71d383d" dmcf-pid="bAhPJmkLvm" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발된 합성법으로 로듐 촉매의 지지체를 만들어 상용화 가능성도 검증했다. 실험결과, 이 로듐 촉매를 플라스틱, 세제 등의 기초 원료를 합성하는 ‘프로필렌 하이드로폼일화’ 반응에 적용했을 때, 층상 티타네이트 내부에 칼륨 금속을 넣은 경우 상용화된 로듐 촉매보다 반응 효율(TOF)이 3배 이상 뛰어났다. 연구팀은 이 같은 고성능의 원인도 이론 계산을 통해 규명했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="507218ea130942581a7a3f3ec28ee5ff3291cb4ce0d04cda31a9c91a1c67f313" dmcf-pid="KclQisEolr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="층상 티타네이트(layered titanate)의 층간에 알칼리 금속부터 희토류에 이르는 총 42종의 금속 중 원하는 금속을 쉽게 삽입할 수 있는 합성 방법을 개발한 연구팀. 왼쪽부터 조승호 교수, 안광진 교수, 한정우 교수(서울대학교), 정후영 교수, 김효석 연구원, 오대원 연구원, 김미연 연구원(서울대학교). 사진제공=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/14/seouleconomy/20260114085147380mjhb.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="0wyeghmjWv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/14/seouleconomy/20260114085147380mjhb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            층상 티타네이트(layered titanate)의 층간에 알칼리 금속부터 희토류에 이르는 총 42종의 금속 중 원하는 금속을 쉽게 삽입할 수 있는 합성 방법을 개발한 연구팀. 왼쪽부터 조승호 교수, 안광진 교수, 한정우 교수(서울대학교), 정후영 교수, 김효석 연구원, 오대원 연구원, 김미연 연구원(서울대학교). 사진제공=UNIST
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="616a2e45e196f6c17ed3ddc3d94241dd0e2faedc59ae0f158f7ca0d7d40ae422" dmcf-pid="9kSxnODgSw" dmcf-ptype="general">
           <p>공동 연구팀은 “이번 연구는 단순히 새로운 소재 하나를 합성한 것이 아니라, 42종의 금속 원소를 자유자재로 활용할 수 있는 방대한 ‘라이브러리’를 구축한 기반 기술이라는 데 큰 의의가 있다”라고 설명했다.</p>
          </div>
          <p contents-hash="2b56ae691bde254ade8d1b17b6dabfcd4887142d2ac1d48b25bf7ac6d6ac404e" dmcf-pid="26o0BdQ9vD" dmcf-ptype="general">연구팀은 이어 “실제 촉매 공정의 생산성 향상과 비용 절감에 기여할 뿐만 아니라, 이차전지나 커패시터 같은 차세대 에너지 저장 소재의 성능 개선에도 즉각적인 응용이 가능해 향후 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다”라고 덧붙였다.</p>
          <p contents-hash="17581ced9f9bfa9dc500e730e6ab989dfcaeae926c5c5ee49c4da05b728e44bc" dmcf-pid="VPgpbJx2WE" dmcf-ptype="general">이번 연구는 UNIST 신소재공학과 김효석 연구원, 에너지화학공학과 오대원 연구원, 서울대학교 재료공학부 김미연 연구원이 제1저자로 참여하여 재료 분야의 저명 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials)’에 지난달 26일 온라인 게재됐다.</p>
          <div contents-hash="9ac9f509691bc9fe3f0a67d1ff1fa5dff356b98344c593c88b47967149881852" dmcf-pid="fQaUKiMVhk" dmcf-ptype="general">
           <p>연구 수행은 UNIST와 과학기술정보통신부 한국연구재단, UNIST 이노코어 (InnoCORE) 프로그램, 산업통상자원부 한국산업기술기획평가원, 울산RISE센터, 한국기초과학지원연구원의 지원을 받아 이뤄졌다.</p> 울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com
          </div>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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