금 나노클러스터, CO 산화 강력한 촉매로 입증

금 나노클러스터 – 나노미터 스케일 금 원자 클러스터 – 가 산화, 에스테르화, 에폭시화 등 다양한 반응에 다재다능한 촉매로 부상.

금의 비범한 반응성은 문서화됐으나 근본 메커니즘은 불명 – 최근 연구에서 일산화탄소(CO)와 금 나노클러스터 간 놀라운 협력 효과가 CO의 CO₂ 산화에서 입증.

네브래스카대와 샹탄대 연구진의 실험-계산 결합 연구에서 자가 산화 메커니즘 발견. CO가 금 나노클러스터 위 특정 삼각형 Au₃ 부위 흡착 시 인접 O₂ 분자 활성화, 인접 OCOO 중간체에서 빠른 O-O 결합 절단 가능케 함.

결과적으로 Au₃에 결합된 CO가 두 CO₂ 분자 형성 가속, 나노클러스터를 고효율 CO 산화 촉매로 전환.

이 발견은 금 촉매 능력 해명뿐 아니라 기체 공반응물 활용해 성능 높이는 금속 기반 촉매 설계 길 여는데도 기여.