| 초록 |
Density Functional Theory (DFT) 계산은 촉매 반응 메커니즘을 탐구하는 방법으로서 주로 사용돼 왔다. 그러나 이 계산은 비용적인 문제와 한계로 촉매 표면의 반응만을 국소적으로 모델링하며 반응을 예측할 수밖에 없고, 반응기 내부에서의 여러 종류의 상(기체, 액체, 고체)이 동시에 일어나는 반응에 대해 메커니즘을 이해하는 데에는 한계가 있어왔다. 예를 들어, 과산화수소 (H2O2)의 직접 합성 촉매 반응의 경우에 공급 기체로서 수소(H2)와 산소(O2)를, 용매로서 물 (H2O) 혹은 알코올계 (CnH2+1OH)을, 그리고 고체로서 Pd 촉매가 반응에 참여하게 된다. 그러나, 대부분의 계산과학을 통한 촉매 반응 매커니즘 예측 과정에서 용매에 대한 환경이 제대로 고려가 되지 못하고 있다. 본 발표에서는 원자 간, 혹은 분자 간 결합과 끊어짐(반응성)을 묘사할 수 있는 ‘Reactive molecular dynamics 시뮬레이션’을 도입하여, 복잡한 3상 반응으로 일어나는 H2O2 직접 합성 과정에 대하여 원자 스케일에서 반응 매커니즘을 탐구해보고자 한다. 나아가, 해당 촉매 반응에서 선택성을 더 높일 수 있는 최적의 기체 분압비와 공정을 제시해보고자 한다. |
