나노연료 열-화학 성능 향상을 위한 촉매·표면 안정화 연구

Catalyst and surface stabilization for nanofuel thermal-chemical performance

연구 내용

고에너지 밀도 연료에서 나노입자 응집·산화 문제를 완화하고 촉매 분해 반응 경로를 해석하여 열-화학 성능을 향상하는 연구

나노 연료의 성능을 좌우하는 응집과 산화 문제를 줄이기 위해 표면 코팅과 촉매 분해 메커니즘을 함께 다룹니다. 알루미늄 나노입자에는 silane-based coating을 적용하고, FT-IR 및 침강 실험으로 분산 안정성을 확인하는 한편 reactive molecular dynamics로 코팅의 흡착 및 반응 경로를 분석합니다. 또한 platinum-graphene 나노구조를 연료 분해 모델에 적용하여 ReaxFF 기반 MD, CVHD, NEB 계산을 통해 활성화 장벽과 탄화(carbonization) 시작을 지연시키는 경로를 규명합니다. 이를 통해 열전달과 반응 전환을 동시에 고려한 설계 근거를 제공합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 나노입자 표면 코팅이 분산 안정성과 산화 저감에 미치는 영향을 실험으로 확인하고, 코팅 물질의 흡착 거동을 분석했습니다. 이후에는 반응성 분자동역학 기반으로 Al–O–Si 결합 형성, 수분 유도 가수분해 방지, 고온에서 응집·소결 억제 등 원인-결과를 원자 수준에서 해석했습니다. 병행하여 촉매 나노구조는 ReaxFF 기반 MD와 반응 경로 분석을 수행하고, 시뮬레이션 시간 스케일을 확장하기 위한 CVHD 및 에너지 장벽 평가를 위한 NEB를 적용했습니다. 결과적으로 촉매 설계와 표면 안정화가 연료 분해·탄소 침전 관련 거동에 미치는 영향을 연동해 도출했습니다.

활용 가능성

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

고에너지 밀도 연료 분해 촉진
재생 냉각용 반응 경로 설계
나노입자 분산 안정화 코팅
탄소 침전 억제 전략
열-화학 멀티스케일 모델 입력값
반응 속도 향상 기반 성능 평가
연료-촉매 상호작용 설계 가이드
보관 중 산화 저감 공정
반응 생성물 분포 예측
환경 규제 대응용 연소 최적화