CO₂를 자원으로 바꾸는 탄소자원화, 효율 30% 높였다

2018.06.25 17:58

 

연구진이 개발한 신개념 촉매가 이산화탄소 전환 반응의 활성과 안정성을 높이고 있는 모습을 표현한 이미지. 한국과학기술연구원 제공.
연구진이 개발한 신개념 촉매가 이산화탄소 전환 반응의 활성과 안정성을 높이고 있는 모습을 표현한 이미지. 한국과학기술연구원 제공.

지구온난화의 원인 물질인 이산화탄소(CO₂)를 분해해 다양한 화학 물질을 만드는 ‘탄소자원화’ 기술이 최근 각광받고 있다. 국내 연구진이 탄소자원화 공정에 필요한 이산화탄소 분해 효율을 크게 높인 친환경 촉매를 새로 개발했다.

 

한국과학기술연구원(KIST) 연료전지연구센터 장종현·박현서 박사팀은 이산화탄소 분해 과정에 쓰이는 촉매의 성능을 최대로 끌어올려 효율을 30%까지 높이는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

 

KIST 연구진은 이산화탄소 분해 공정에서 촉매로 자주 쓰이는 금 입자 표면에 고분자물질인 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 코팅하는 방법을 고안했다. 이 방법으로 촉매를 만들면 촉매의 이산화탄소 전환 능력과 안전성이 기존 금 입자 촉매를 쓸 때보다 훨씬 높아졌다. 촉매 활성은 물론 내구성 역시 크게 높아졌다. 

 

PEG가 코팅된 금 나노입자 촉매는 기존 금 입자 촉매보다 이산화탄소 전환 반응 활성과 선택성이 약 30%, 촉매 내구성은 20% 이상 우수한 것으로 확인됐다. 금 입자 표면에 코팅된 PEG가 촉매 보호막 역할을 하는 동시에 이산화탄소가 잘 흡착되도록 해 금 입자의 반응성과 내구성이 높아졌기 때문이다.

 

연구진은 이같은 촉매를 대량생산하는 공정도 자체 개발했다. 고분자 용액을 코팅한  금 입자를 쉽게 만드는 기술로 ‘액체 스퍼터링 공정’이라는 이름을 붙였다.

 

KIST 연구진은 “이번에 개발한 촉매 기술은 활성과 내구성이 우수하면서도 실제 생산 과정에 적용하기도 쉬운 환경친화적 기술”이라고 밝혔다.

 

이 연구결과는 촉매 분야 국제학술지 ‘응용 촉매반응 B:환경’ 최신호에 게재됐다.

 

왼쪽부터 한국과학기술연구원 박현서, 장종현 박사. 한국과학기술연구원 제공.
왼쪽부터 한국과학기술연구원 박현서, 장종현 박사. 한국과학기술연구원 제공.

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