본 학과의 김병현 교수님이 참여한 공동 연구팀(공동 교신저자: 한국에너지기술연구원 구기영 박사, 고려대학교 이기봉 교수)의 성과가 재료 분야의 국제 학술지인 'Journal of Materials Chemistry A (IF: 9.5, JCR 상위 13.6%)’에 게재되었습니다.

김병현 교수 연구팀은 이번 공동 연구를 통해 1-octanol 탈수 반응에서 선형 α-올레핀(1-octene) 순도를 저해하는 ‘이중결합 이성질체 생성’의 원인을 전자 구조 관점에서 규명했습니다. 김병현 교수님은 알칼리 토금속(Mg, Ca, Sr, Ba)이 도입된 γ-알루미나(γ-Al₂O₃) 촉매에서 Al³⁺로의 전자 전달에 의해 촉매 표면의 Lewis 산성이 약화되고, 그 결과 1-octene 재흡착이 감소하여 이성질화가 억제된다는 메커니즘을 밀도 범함수 이론(DFT) 기반 계산 재료 과학 분석과 실험 결과의 상호 검증을 통해 제시했습니다.

본 연구는 촉매의 전자 구조 변화가 반응 선택성에 미치는 영향을 원자 수준에서 정량적으로 설명하는 동시에, 촉매 반응 중 이성질체 형성 및 억제 메커니즘을 계산과학으로 규명할 수 있음을 보여주었습니다. 또한 실험과 계산 재료 과학을 유기적으로 결합하여 고순도 선형 α-올레핀 생산을 위한 촉매 전자구조 설계 전략을 제시한 점에서 의미가 큽니다.

논문명: Roles of alkaline-earth metals and electron density of Al³⁺ in octanol dehydration for linear alpha-olefin production
게재지: Journal of Materials Chemistry A (2026년 1월 출판 / 2025년 10월 온라인 게재)
DOI: https://doi.org/10.1039/D5TA06534H