프로젝트 소개
본 과제는 원자 하나하나의 배열과 전자 구조를 정밀하게 조절한 강상관계 단원자 촉매(SC-SAC)를 개발하여 수소 생산과 차세대 전지 등에 활용하는 연구임. 기존 촉매보다 적은 양의 금속으로도 높은 성능과 선택성을 구현하여 에너지 변환·저장 기술의 효율 향상을 목표로 하는 과제임.
연구 목표는 SC-SAC 원천기술, 소재 해석론, AI 기계학습 기반 소재 모델링을 통합한 연구 프로토콜 구축과 고품질 촉매의 구조 제어 방법론 확립임. 핵심 연구 내용은 금속 원자 사이의 상호작용을 제어해 규칙적인 단원자 배열을 형성하고, 전자 스핀 상태·혼성 오비탈·에너지 준위를 조절하는 기술 개발임. 또한 Metal based 2D materials(Metallene), Correlated Metal array with organic frame Supporter를 설계하고, Bonding polarity, Bridging atoms, Atomic arrangement, Topological structures를 활용한 계산과학·전산모사 및 AI 성능 예측 기술을 구축함. 기대 효과는 수전해, 연료전지, 리튬 금속전지 및 금속 공기전지 등 초고효율 에너지 소자 개발과 핵심 소재 공급망 의존도 완화, 기후 위기 대응 및 차세대 에너지 산업 경쟁력 강화임.