DFT·마이크로키네틱 기반 C1–C2 전환 촉매 설계

DFT and Microkinetic-Guided Catalyst Design for C1–C2 Conversion

연구 내용

DFT와 마이크로키네틱 시뮬레이션을 이용해 RhO2, RuO2 표면에서 메탄·에탄·메탄올·암모니아의 반응 경로와 활성·선택성 트레이드오프를 규명하고 고부가 전환 촉매를 설계하는 연구

김민규 연구실은 RhO2, RuO2 등 산화물 표면에서 C1–C2 분자 반응의 반응경로를 DFT 기반으로 정량화하고, 마이크로키네틱 모델로 속도 지배 단계와 에너지 장벽을 연결해 해석합니다. 또한 반응물 흡착, 산소 매개 단계, 전자적 촉진 효과를 분리해 선택성 변화를 설명하는 데 집중합니다. 이를 바탕으로 메탄의 부분산화, 에탄의 선택적 전환, 암모니아 분해, 메탄올 산화의 설계 변수(표면 상태·열역학·동역학)를 도출하고 촉매 성능의 상호 제약을 정리하는 차별성을 보유합니다.

관련 프로젝트

5건

연구 흐름

초기에는 RhO2 및 RuO2 표면에서 메탄·메탄올·에탄의 반응 메커니즘을 DFT로 해석하고, 마이크로키네틱 시뮬레이션을 결합해 속도와 선택성을 설명하는 기반 연구를 수행했습니다. 이후 암모니아 분해에 대해 1차원적 에너지 스크리닝을 넘어 데이터 기반 후보 탐색과 촉매 설계 프레임을 확장했습니다. 최근에는 C1–C2 전환에서 전자적 촉진과 산소 소모의 역할을 분리해 트레이드오프를 명확히 하며, 고도화된 전환 전략으로 이어지는 연구 흐름을 구성하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

메탄 부분산화 촉매 개발
에탄 선택적 전환 촉매 최적화
암모니아 분해용 촉매 설계
메탄올 산화 반응기술 고도화
표면 반응 메커니즘 기반 스크리닝 플랫폼
활성-선택성 상충 해석 모델
전자효과-산소효과 분해형 설계 가이드
전이금속 산화물 촉매 조성 제안
전산 기반 공정-촉매 연계 설계
고부가 탄화수소 전환 공정 설계