- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

- 초저온(210℃급)·고농도 황포함 극한탈질공정 맞춤형 신촉매표면 재단기술 - 상용촉매 대비 고탈질율(30%↑)·고재생능(240℃)·고내구능(3배↑) 부여 탈질촉매 공정은 배기가스에 포함된 초미세먼지의 대표적인 원인물질인 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜 대기환경을 개선하는 기술이다. 탈질촉매의 활성화에 필요한 막대한 열에너지 감축과 배기가스에 포함된 황(SOX) 기반 피독물에 대한 내구성 확보는 탈질촉매 개발에 당면한 최대 난제다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김종식, 하헌필 박사팀이 바나데이트 기반 신탈질촉매를 제안하고, 황을 사용하여 촉매 표면을 개질함으로써 초저온에서도 고탈질 특성을 가지고 황에 대한 고내구 특성을 달성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탈질촉매와 관련한 기존 연구 동향은 바나듐, 전이금속, 희토금속 산화물들을 선정하고, 최적의 물리적 조합조건(성분, 산화조건, 조합순서 등)을 찾는 “금속산화물 기반” 연구였다. 반면 KIST 연구진은 바나듐 산화물과 금속산화물을 화학적으로 융합하는 “금속 바나데이트 기반” 탈질촉매 연구를 제안하였다. 연구진은 기존 금속산화물 기반 촉매와 대비하여 바나데이트 촉매가 보다 우월한 촉매표면, 원자적, 전자적 특성 및 탈질활성을 가져 배기가스에 포함된 증기, 황, 피독물로 인해 촉매 성능이 낮아지는 현상을 개선시킬 뿐만 아니라 수열(hydro-thermal aging)에 대한 내성도 개선시키는 효과가 있음을 밝혔다. 또한 연구진은 촉매를 피독시켜 내구성을 떨어뜨린다고 알려진 황(SOX)에 대한 인식을 전환하여, 황과 산소를 융합시켜 황산염·아황산염 기능기들을 바나데이트 촉매 표면에 생성시키되, 생성된 기능기들이 탈질 반응 및 피독물 분해 반응 활성들을 제어하는 방법론을 고안하였다. 연구진은 황과 산소가 융합되는 촉매 표면의 온도를 변화시켜 기능기들의 종류, 분포, 표면결합 형상(한 자리 결합 또는 두 자리 결합)을 제어하고, 피독물 분해 반응 기작을 규명하였다. 한 자리 결합 또는 황산염이 많은 바나데이트 촉매의 경우 초저온(210℃)에서는 상용 촉매 대비 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서는 100%에 가까운 탈질율을 제공한다. 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매의 경우에는 상용촉매 대비 작은 열에너지(낮은 온도)하에서 피독물들을 효율적으로 분해할 수 있고, 이에 따라 최소 3배 이상의 내구성을 가진다. 예를 들어 배기가스의 온도를 240℃로 설정하면 두 자리 결합이 많은 바나데이트 촉매는 피독물을 원활히 분해하여 탈질율을 회복(재생)할 수 있는 반면에 상용 촉매는 피독물 분해가 어려워 피독 전의 탈질율을 회복시킬 수 없다. KIST 김종식 박사는 “바나데이트는 금속의 종류나 바나듐과 금속의 화학양론비를 제어하여 다양한 결정상들로 가공될 수 있고, 황산염？아황산염 기능기와 융합시 탈질능/재생능/내구능의 맞춤형 증진이 가능하다”고 연구성과의 의의를 밝혔다. KIST 하헌필 박사는 “이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 피독되기 쉬운 극한조건에서 운전되는 탈질공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 실용화 가능한 기술”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 화학분야 국제 학회지인 ‘ACS Catalysis’ 및 ‘Chemistry of Materials’ 최신호에 게재되었다. * (논문 1: Chemistry of Materials) Contrasting Catalytic Functions of Metal Vanadates and Their Oxide Composite Analogues for NH3-Assisted, Selective NOX Transformation - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이석현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원, 하헌필 책임연구원 * (논문 2; ACS Catalysis) Decrypting Catalytic NOX Activation and Poison Fragmentation Routes Boosted by Mono- and Bi-Dentate Surface SO32？/SO42？ Modifiers under a SO2-Containing Flue Gas Stream - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김종식 책임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김동호 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 하헌필 책임연구원 그림 설명 [그림 1] ACS Catalysis(논문 2; supplementary cover 선정) 이미지 [그림 2] 피독물(AS/ABS) 생성 및 분해기작

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- 3T-OTS소자로 인간 두뇌 효율적인 정보처리 방식 모사 - 센서-AI 결합 차세대 인공지능 개발 청신호 “생명·안전 분야 활용 기대” 현재 일상과 산업 전반에서 빠르게 확산되고 있는 인공지능 서비스는 대부분 인터넷을 통해 AI 센터와 모바일·PC 등의 단말기를 연결하는 방식이다. 그런데 이러한 방식은 AI 시스템의 구동은 물론 데이터 전달 과정에서도 많은 전력을 사용해 환경에 부담을 가중시키고, 전쟁과 재난 상황에서는 전력·통신망 붕괴로 무용지물이 될 수도 있다. 특히 생명·안전 분야의 AI 서비스라면 문제는 더욱 심각해질 수도 있다. 이러한 약점을 극복할 수 있는 차세대 인공지능 기술로 자연 상태의 저전력·고효율 컴퓨터라 할 수 있는 인간 신경계의 정보처리 메커니즘을 모방하는 ‘인-센서(in-sensor) 컴퓨팅’ 기술이 주목 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 인공뇌융합연구단 이수연 박사팀이 인-센서 컴퓨팅 실용화의 열쇠가 될 ‘인공감각 뉴런소자’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 뉴런은 눈·코·입·귀·피부 등의 감각기관이 받아들이는 방대한 외부 자극을 일차적으로 스파이크(spike) 형태의 정보로 정제해 두뇌가 인지·학습·추론·예측·판단 등의 복잡한 작업을 적은 에너지로도 신속하게 통합 수행할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 한다. OTS 소자는 2단자로 구성된 스위칭 소자로, 스위칭 전압 이하에서는 높은 저항 상태(10~100 MΩ)를 유지하고, 스위칭 전압 이상에서는 급격한 저항 감소를 보이는 특성을 가진다. 이러한 OTS의 저항 스위칭 특성을 이용한 선행연구에서, 연구팀은 입력되는 신호가 특정 세기를 넘어설 때 스파이크 신호를 발생시키는 뉴런의 동작(integrate-and-fire)을 흉내 내는 인공 뉴런 소자를 개발하였다. 본 연구에서는 더 나아가, 감각기관에 입력되는 방대한 데이터 사이에서 빠르게 패턴을 찾아내 추상화하는 뉴런의 거동을 모사하기 위해 스위칭 전압을 제어할 수 있는 3단자 OTS(Ovonic Threshold Switch) 소자를 개발했다. 3단자 OTS 소자의 제3 전극에 외부 자극을 전압으로 변환하는 센서를 연결함으로써 외부 자극에 따라 스파이크 신호의 형태가 달라지는 감각 뉴런 소자를 구현할 수 있었다. 연구진은 이 같은 3단자 OTS 소자를 광전 변환 센서와 연결해 인체 감각기관의 정보처리 방식을 흉내 내는 인공시각 뉴런소자를 구현하는 데 성공했다. 또한, 인공 시각 뉴런 소자를 두뇌의 시각 중추를 모사한 인공 신경망과 연결하여 폐의 X-ray 이미지 학습을 통해 86.5%의 정확도로 코로나19와 바이러스성 폐렴을 구별할 수 있음을 보였다. KIST 인공뇌융합연구단 이수연 단장은 “이번에 개발한 인공감각 뉴런소자는 기존 센서와 연결하여 시각, 촉각 등 다양한 감각 뉴런소자를 구현할 수 있는 플랫폼 기술로, 인-센서 컴퓨팅 기술 분야에서 매우 중요한 기술”이라고 밝혔다. 이와 함께 “검사와 동시에 진단이 가능한 의료영상 진단시스템 개발, 맥박이나 혈압의 시계열 패턴 분석을 통한 급성 심장질환의 예측, 가청 주파수 바깥의 진동을 감지해 건축물 붕괴 사고나 지진, 쓰나미 등을 예방하는 초감각의 구현 등 특히 생명·안전과 관련된 다양한 사회 문제 해결에 많은 기여를 할 것”이라고 연구 의의를 설명했다. 이번 연구는 KIST 기본연구사업, 한국연구재단 미래반도체 신소자 원천기술개발사업 및 차세대지능형반도체 기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 나노 분야 저널인 ‘Nano Letters’ (IF: 11.189, JCR 분야 상위 9.062%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Three-Terminal Ovonic Threshold Switch (3T-OTS) with Tunable Threshold Voltage for Versatile Artificial Sensory Neurons - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이혜진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수연 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 시각 뉴런 소자의 개발 및 이를 인공지능 기술과 결합한 인-센서 컴퓨팅 기술 구현 (하나의 예시로서, 폐 x-ray 이미지 학습을 통한 COVID-19 진단)