새로운 소재, 공기를 연료와 비료로 바꿔

과학자들은 공기 중의 성분을 비료와 청정 연료를 생산하는 원료인 암모니아로 전환할 수 있는 2D MXene 소재를 개발했습니다.

사진: 사이언스 데일리

이 새로운 소재는 텍사스 A&M 대학교 연구진에 의해 개발되었습니다. 원자 수준에서 구조를 조정할 수 있는 MXene은 현재 값비싼 소재를 대체할 수 있는 잠재적 촉매제로 여겨집니다.

MXene은 공기 중 암모니아를 합성하는 전기화학 반응을 촉매할 수 있는 전이 금속 탄화물 및 질화물 계열입니다. MXene의 독특한 화학적 특성 덕분에 과학자들은 재생 에너지 분야에서 성능을 최적화하기 위해 조성과 구조를 조정할 수 있습니다.

압둘라예 지레 교수와 펄라 발부에나 교수, 그리고 대학원생 팀이 수행한 이 연구는 Journal of the American Chemical Society에 게재되었습니다.

이 그룹은 전이 금속 촉매 물질의 행동에 대한 전통적 이해를 확장하여 풍부한 자원으로부터 화학물질과 연료를 생산할 가능성을 모색하는 데 중점을 두고 있습니다.

MXene의 성능은 질소 원자가 결정 격자 내에서 어떻게 상호작용하는지에 따라 달라지며, 이는 진동 특성과 촉매 활성을 결정합니다. 이러한 특성을 미세하게 조절할 수 있는 능력 덕분에 MXene은 광범위한 에너지 응용 분야에 적합하며, 기존 전기 촉매 소재에 대한 유망한 대안으로 여겨집니다.

또한 연구팀은 용매가 MXene 표면과 어떻게 상호작용하는지 이해하기 위해 계산 시뮬레이션을 사용했고, 라만 분광법을 적용하여 결정 격자 내 질소의 구조와 반응성을 분석했습니다.

이러한 결과는 전기 촉매 메커니즘을 밝히고 원자 수준에서 암모니아 합성을 제어할 수 있는 가능성을 열어주는 데 도움이 됩니다.

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VNA

출처: https://tuoitre.vn/vat-lieu-moi-bien-khong-khi-thanh-nhien-lieu-va-phan-bon-20251107072116677.htm