이 연구 결과는 영국왕립화학회(RSC)가 발행하는 세계적인 나노분야 전문저널 ‘Nanoscale’(IF=6.233) 8월 21일자 표지 논문으로 발표했다. 강 교수는 논문의 제1저자이자 교신저자로 연구를 주도했다.
연구팀은 자체 개발한 ‘Multiayer Laue Lens X-선 현미경’을 이용해 PtNi 나노결정 촉매의 원소 분포를 X-선 영상화함으로써 연료전지 등을 장시간 사용할 경우 촉매의 성능을 감소시키는 피독(poisoning) 현상인 산화과정의 발생기전을 밝혀냈다.
PtNi 나노결정 촉매가 산화돼 Pt/NiO core/shell 나노결정으로 전이했고, 표면에 상대적 비활성 촉매인 NiO가 분포함으로써 연료전지의 효율을 저해하는 요소임을 규명했다.
또한 Pt/NiO 나노결정은 산화과정 중 서로 접촉해 표면적이 감소하고, 입자 크기가 증가하는 거대화 과정이 수반되는 것을 X-선 영상으로 관찰했다. PtNi 나노 촉매 산화를 방지하는 기술이 개발되면 차세대 에너지원인 연료전지의 수명을 연장할 수 있어 연료전지의 상용화를 주도할 것으로 보인다.
강 교수가 참여하는 국제연구 컨소시엄은 미국 브룩헤이븐 국립연구소 Chu 박사팀, 아르곤 국립연구소의 Maser 박사팀을 주축으로 국내에서는 광주과기원 노도영 교수 연구팀이 함께 참여하고 있다.
이번 연구는 미국의 세계적인 방사광 가속기인 Advanced Photon Source에서 수행됐다. 연구팀은 현재 미국 브룩헤이븐 국립연구소에 건설 중인 NSLS-II 방사광가속기에 설치할 예정인 세계 최고 성능을 가진 다목적 x-선 현미경 시설을 개발하고 있다.
강 교수는 KAIST를 거쳐 광주과기원에서 석·박사 학위를 취득하고 미국 아르곤 국립연구소 박사후연구원, 고등광기술연구소 선임연구원을 거쳐 2008년부터 조선대에 재직하고 있다. 강 교수는 세계 최초로 Multilayer Laue Lens를 이용한 X-선 현미경을 개발했고, 세계 최고 수준의 x-선 나노 현미경을 개발해 나노 소재, 에너지 소재 등 극미세 물성 분석 연구를 수행하고 있다.
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