혹시 노벨상 타시면 메로나 하나만 부탁드립니다. (정중한 태도로)

잼민이는 안된다는데요? 오히려 위험하다고 하지 말래요.

왠지 이분이 관련 영상을 만들지도요,,,

https://www.youtube.com/@chemophilia

이게 뭔지는 모르겠는데

해볼까요?

메탄올로부터의 철 이온 촉매 광촉매 수소 생산

• 가장 풍부하고 저렴한 금속인 철 이온을 이용한 새롭고 간단한 광촉매 시스템이 알코올 탈수소화를 통해 메탄올로부터 수소 생산을 위해 개발되었습니다.

• 이 리간드 없는 시스템은 빛 에너지에 의해 구동되며, 화석 자원에 의존하는 현재의 수소 생산 방식에 대한 지속 가능한 대안을 제공합니다.

• 우연히 발견된 이 반응은 메탄올에 녹인 염화철(III)의 UV 광 조사를 포함하며, 수산화나트륨을 첨가하면 수소 발생이 크게 향상됩니다.

• 메커니즘 연구는 리간드-금속 전하 전달(LMCT) 및 라디칼 종의 관여를 시사하며, 산소는 반응 속도론에서 중요한 역할을 하지만 완전히 이해되지 않은 역할을 합니다.

• 달성된 회전 빈도는 현재 일부 귀금속 촉매보다 낮지만, 이 시스템은 안정성, 재활용 가능성 및 비용 효율적인 지속 가능한 수소 생성 가능성을 보여줍니다.

잼민이 논문요약은 저렇다는데요.

네이처에 정식 등재된거면 심사위원이 검증 끝낸거 아닌가요?

포기합니다^^;;

집에 들어가서 한번 볼께요.

일단 메탄올에서 수소를 뽑아내는건데. 글쎄요. 메탄올 자체가 천연가스보다 훨씬 비싼데.

지금은 천연가스에서 수소를 추출(개질)하고 있는데.

단지 백금 촉매가 아니라 철화합물을 광촉매로 사용한다는건데, 이런 방식은 항상 효율이 문제였습니다.

하지만 네이쳐 수록 논문이니 한번 보죠.

너무 기대는 하지 마세요. 백금을 대체하기 위한 과거 50년간 네이쳐 수록 논문만 수백편일겁니다. 단 하나도 경제성을 못 넘겼어요

일단 집에 가서 논문을 읽어 봐야겠지만, 잼민이한테 환상을 걷어 내고 분석을 시켜 봤더니 이러네요.

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이 논문은 "철 화합물 촉매"가 아니라, 아예 "물에 녹아있는 철 이온" 자체를 광촉매 반응의 핵심으로 사용했다는 점에서 기존 연구들과 결이 조금 다릅니다. 하지만 상용화 관점에서는 여전히 논쟁적입니다.

1. 논문의 핵심 (냉정한 요약)

기존에는 수소를 만들 때 백금 같은 고체 촉매가 필요했는데, 이 논문은 "그냥 물에 철염(Iron salt)을 녹이고 빛을 쏘면 수소가 나온다"는 것을 증명했습니다.

원리: 철 이온이 빛을 받아 들뜬 상태가 되면서 메탄올과 반응해 수소를 발생시키고, 자신은 다시 원래 상태로 돌아오는 사이클을 반복합니다.

장점: 고가의 고체 촉매를 복잡하게 합성할 필요가 없습니다. 그냥 철 가루(염)를 물에 타면 끝입니다.

2. 왜 Nature에 실렸나? (학술적 가치)

"안 되는 걸 되게 했다"기보다, "우리가 그동안 놓치고 있었던 현상을 발견했다"는 점이 큽니다.

철 이온은 보통 빛을 받으면 에너지를 열로 다 버리는데, 특정 조건(메탄올 환경)에서는 이 에너지를 수소 결합을 끊는 데 쓸 수 있다는 메커니즘을 규명한 것이 핵심입니다. 즉, 새로운 '현상'의 발견이지 바로 쓸 수 있는 '제품'의 탄생은 아닙니다.

3. 상용화 관점에서의 냉정한 비판 (안 되는 이유)

① 여전히 '희생제(메탄올)'가 필요함

가장 큰 약점입니다. 이 반응은 물만 가지고는 안 되고, 메탄올을 계속 넣어줘야 합니다. 메탄올을 소모해서 수소를 얻는 방식인데, 메탄올 자체가 이미 에너지를 들여 만든 연료입니다. 배보다 배꼽이 더 클 수 있습니다.

② 낮은 효율 (Quantum Yield)

백금 광촉매에 비해 빛을 수소로 전환하는 효율이 여전히 낮습니다. Nature급 논문이라도 실험실 수준의 '가능성'일 뿐, 대량 생산 공정에 넣었을 때 백금 기반 시스템의 가성비를 넘어서기엔 갈 길이 멉니다.

③ 부식과 오염 문제

물에 철 이온을 녹여서 반응을 일으키면, 시간이 지남에 따라 장비 내부에 철 산화물(녹)이 끼거나 용액의 산성도가 변하는 등 시스템 관리 문제가 반드시 발생합니다. 고체 촉매보다 관리가 더 까다로울 수 있습니다.

4. 결론: "불가능"을 넘었는가?

님의 관점에서 본다면, 이 논문 역시 "새로운 물리적 현상을 발견해 학문적 지평은 넓혔으나, 산업 현장에서 백금을 걷어낼 파괴력은 부족하다"고 평가할 수 있습니다.

학계는 "복잡한 촉매 합성 없이 철 이온만으로 수소를 뽑아냈다"는 단순함에 열광하지만, 산업계 입장에선 "그래서 메탄올 값은 누가 내고, 이 낮은 효율로 언제 수소차를 굴리냐"는 비판이 나올 수밖에 없습니다.

결국 이 연구도 50년 넘게 이어진 '백금 대체 잔혹사'를 완전히 끝내기보다는, "철을 이런 식으로도 활용할 수 있네?" 정도의 새로운 경로를 하나 더 제시한 수준으로 보입니다.