| 초록 |
연구개요 가. 연구 목적 · 환원 지화학환경에 매우 중요한 황화철광물의 열역학 실험정보 부재 · 고체물리 양자역학 계산을 통해 벌크 및 표면 열역학 정보 제공 · Cu, Hg, CH<sub>4</sub>, CO<sub>2</sub>과 황화철광물의 반응도 예측 나. 연구 추진 전략 · DFT ab initio thermodynamics 방법론으로 다양한 환경변수(pH-Eh, H<sub>2</sub>S/H<sub>2</sub> 분압비)에 따른 황화철광물의 열역학적 안정성 평가 · 양자역학 계산을 위해 슈퍼컴퓨팅센터(KISTI) 계산자원을 적극 활용 및 연구 결과의 극대화를 위하여 실험연구자들과 협업 수행 연구 목표대비 연구결과 가. 연구결과는 목표대비 100%의 달성하였으며, 연구기간의 정량적성과 · 논문발표 7건(국제 SCI급 학술지 5건 + 국내 학술지 2건) · 학회발표 15건 (국제 학회 7건+국내 학회 85건) · 교육훈련참여 3건(국제 교육훈련 3건) 국제 SCI급 학술지 논문 4편은 광물/지화학분야 JCR 상위 10% 이내 저널 논문으로 현재 국제 SCI급 학술지 게재를 위한 원고 준비 중 나. 주요 연구결과 · 황화광물 열역학연구가 가능한 DFT ab initio thermodynamics 방법 개발 · pH-Eh 및 H<sub>2</sub>S/H<sub>2</sub> 분압비에 따른 황화철광물과 Cu-Fe-S 시스템 광물들의 열역학적 안정성 평가 학계 최초 실시 · Ni 또는 Cd 함유 FeS 광물에 대한 용해도상수 계산 최초실시 · 막크나와이트 표면에서 CO<sub>2</sub> 환원기작 연구로 광물표면 내 S 원자 빈자리 결함의 역할 학계 최초 제시 연구개발결과의 중요성 이번 과제 결과는 광상 생성, 생명의 기원, 원소의 전지구적 순환 등 지질학뿐만 아니라 환경·재료과학 측면에서도 기여 가. 지질학적 측면 · 막크나와이트 표면에서 일어날 수 있는 CO<sub>2</sub> 환원반응들에 대한 계산 결과는 FeS가 생명의 시작과정에서 광물촉매 역할과 효소의 무기적 전구체 역할에 대하 근거로 사용가능 · Cu 및 Ni이 관여된 황화철광물들의 계산 결과는 금속 황화광물의 생성 조건을 이해하기 위한 열역학정보로 사용가능 나. 환경·재료과학 측면 · 막크나와이트 표면을 활용한 촉매제 개발의 물리화학적 기반 지식으로 활용 · Cu-Fe-S 광물들의 열역학 계산 결과는 고준위방사성폐기물을 보관하기 위한 용기로써 고려되고 있는 Cu canister의 상변환 과정 예측에 사용 가능 (출처 : 요약문 2p) |
