블로그

Jul 01, 2023

엔젤 가르시아

Garcia-Esparza의 연구는 재생 가능 에너지 생성과 관련된 촉매 및 마이크로 전자공학을 위한 새로운 재료에 대한 독특한 통찰력을 제공합니다. 크리스 패트릭(Chris Patrick) 촉매가 작동하는 동안 촉매 분석하기

Garcia-Esparza의 연구는 재생 가능 에너지 생성과 관련된 촉매 및 마이크로 전자공학을 위한 새로운 재료에 대한 독특한 통찰력을 제공합니다.

크리스 패트릭

화학 반응에서 촉매가 수행되는 동안 촉매를 분석하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 대신, 연구자들은 반응 전후의 촉매제를 비교하고 그에 따른 결과를 종합하는 "사후" 분석에 의존하는 경우가 많습니다.

그러나 Angel Garcia-Esparza는 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소의 SSRL(스탠포드 싱크로트론 방사선 광원)에서 생성된 X선을 사용하여 재생 에너지와 같은 다양한 환경에서 화학 반응이 진행되는 동안 촉매와 에너지 물질이 어떻게 반응하는지 모니터링합니다. 변환 기술 및 차세대 마이크로 전자공학 개발.

그의 연구로 그는 SSRL의 2023년 Spicer Young Investigator Award를 수상했습니다. 그는 이전 우승자들과 합류하게 되어 기쁘게 놀랐습니다.

“이전 수상자 목록을 읽었는데 이들은 놀랍고 열심히 일하는 사람들이었습니다. 저는 SLAC에서 수행되는 과학의 수준을 잘 알고 있습니다. SSRL-SLAC가 우리 작업을 인정한 것은 영광일 뿐입니다.”라고 SSRL의 프로젝트 과학자인 Garcia-Esparza는 말했습니다.

그러나 그는 SSRL 최종 스테이션에서 복잡한 실험을 수행하고 전례 없는 데이터를 해석하기 위한 이론적 프레임워크를 개발하는 작업이 SLAC 커뮤니티의 긴밀한 협력을 통해서만 가능하다는 점을 재빠르게 지적했습니다.

“그것은 마치 교향곡과 같습니다.”라고 그는 말했습니다. “모두가 서로를 돕고 모든 일이 조화롭게 이루어지도록 각자의 역할을 다하고 있습니다. 내 이름이 수상에 이름을 올렸지만 이는 SLAC, 특히 SSRL 그룹 덕분입니다.”

Angel Garcia-Esparza(Jacqueline Orrell/SLAC 국립 가속기 연구소)

Garcia-Esparza는 특히 재생 에너지용 촉매를 개발하고 특성화하는 데 관심이 있습니다. 특히 전기촉매는 물 분해라고 알려진 화학 반응을 돕습니다. 여기서 태양, 바람, 물 등 재생 가능 에너지의 형태로 생산된 전기는 물 분자를 수소와 산소로 분해하는 데 사용됩니다. 그런 다음 수소는 저장되어 화석 연료가 없는 형태의 에너지로 사용될 수 있습니다.

Garcia-Esparza는 “전기촉매는 미국뿐만 아니라 전 세계에서 재생 에너지 경제 발전의 핵심입니다.”라고 말했습니다.

백금은 그러한 전기촉매 중 하나입니다. 이 촉매는 연료전지 자동차에도 사용됩니다. 이러한 응용 분야 중 하나에서 연구원은 조건에 관계없이 장기간 안정성을 유지하기 위해 백금이 필요합니다.

산성 조건에서 백금의 촉매 성능은 철저하게 문서화되었지만 알칼리성 조건에서의 연구는 훨씬 덜 포괄적이었습니다. SSRL에서 X선 ​​흡수 분광법을 사용하여 Garcia-Esparza와 그의 동료들은 백금이 알칼리성 조건에서 어떻게 더 빨리 분해되는지 보여주었습니다.

Dimosthenis Sokaras는 Garcia-Esparza의 지명 편지에서 "그는 산성 환경과 염기성 환경의 분해 메커니즘을 이해하는 데 있어 지식 격차를 해소했습니다."라고 썼습니다. SSRL의 수석 과학자인 Sokaras는 Garcia-Esparza를 "그의 헌신, 혁신적인 접근 방식 및 연구"로 지명했습니다.

그의 발견은 연구자들이 에너지 변환을 위한 보다 효율적이고 내구성 있는 촉매를 설계하는 데 도움이 될 것이며 백금 이상으로 확장될 것입니다.

Garcia-Esparza는 Precourt Institute of Energy의 자금 지원을 받은 Stanford University의 Xiaolin Zheng과 Sokaras 간의 공동 연구 프로젝트의 일환으로 다른 물질인 2차원 이황화 몰리브덴의 분해에 대한 연구로도 인정을 받았습니다. 이렇게 원자적으로 얇은 재료를 사용하면 마이크로 전자 공학이 현재 크기 제한을 뛰어넘을 수 있지만, 2D 이황화 몰리브덴 샘플의 단일 층에는 현재 X선 방법으로 조사할 수 있는 물질이 충분하지 않습니다.

이 문제를 극복하기 위해 Garcia-Esparza는 처음으로 반응 조건에서 X선 ​​흡수 분광법을 사용하여 이 초박형 또는 희석된 물질을 측정할 수 있는 새로운 장비를 개발하고 최적화하는 데 도움을 주었습니다.