실험실 아닌 실제 현장에서 인공광합성 돕는 촉매 개발

2019.08.08 15:11
민병권 한국과학기술연구원(KIST) 국가기반기술연구본부장(왼쪽)과 황윤정 KIST 청정에너지연구센터 책임연구원(가운데), 원다혜 선임연구원 연구팀은 증류수가 아닌 수돗물에서도 인공광합성을 할 수 있도록 돕는 촉매를 개발했다고 밝혔다. KIST 제공
민병권 한국과학기술연구원(KIST) 국가기반기술연구본부장(왼쪽)과 황윤정 KIST 청정에너지연구센터 책임연구원(가운데), 원다혜 선임연구원 연구팀은 증류수가 아닌 수돗물에서도 인공광합성을 할 수 있도록 돕는 촉매를 개발했다고 밝혔다. KIST 제공

실험실에서만 활용하는 증류수가 아닌 실생활에서 쓰는 수돗물에서도 인공광합성을 할 수 있도록 돕는 촉매가 개발됐다.

 

민병권 한국과학기술연구원(KIST) 국가기반기술연구본부장 연구팀은 고도로 정제된 실험실 환경에서 벗어나 실제 환경에서도 장시간 안정적으로 구동되는 전기화학 인공광합성 촉매를 개발했다고 8일 밝혔다.

 

인공광합성은 식물이 태양광을 받아 이산화탄소를 영양분으로 바꾸듯, 태양광으로 기후변화의 주범인 이산화탄소를 자원으로 바꿀 수 있는 기술이다. 인공광합성 기술을 실현하기 위해서는 화학적으로 분해가 어려운 이산화탄소를 변환하기 위한 높은 효율의 촉매가 필요하다. 현재 대부분 연구는 다양한 불순물의 변수를 막기 위해 깨끗한 증류수를 사용해 촉매를 개발했다. 하지만 이렇게 개발된 촉매는 대량 생산을 위해 실제 환경에 적용하면 성능을 제대로 발휘하기 어려웠다.

 

연구팀은 증류수가 아닌 수돗물에서도 쓸 수 있는 촉매를 개발했다. 연구팀은 수돗물 성분 중 철 성분이 촉매의 성능을 가장 떨어트린다는 것을 파악하고 철 성분에 영향을 받지 않는 탄소나노튜브에 질소 원소가 들어간 형태의 촉매를 개발했다. 이 촉매는 고가 촉매인 은 촉매와 같은 이산화탄소 전환 성능을 보였다. 수돗물 환경에서 20분 이내 성능이 80% 감소하는 은 촉매와 달리 120시간 동안 안정적인 성능을 보였다.

 

연구팀이 개발한 촉매는 수돗물에서도 120시간동안 성능이 그대로 유지됐다. KIST 제공
연구팀이 개발한 촉매는 수돗물에서도 120시간동안 성능이 그대로 유지됐다. KIST 제공

민 본부장은 “이번 연구는 일반적인 실험실 연구에서 쉽게 간과하는 부분인 실제 적용 환경에 대한 고찰로 시작됐다”며 “이번 연구로 밝혀진 촉매의 내구성을 떨어트리는 요소와 장시간 내구성을 보이는 탄소 기반 촉매를 개발한 결과를 통해 인공광합성 기술의 실용화 가능성을 더욱 높일 것”이라고 말했다.

 

황윤정 KIST 청정에너지연구센터 책임연구원과 원다혜 선임연구원이 참여한 이번 연구결과는 지난달 22일 촉매 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 B: 환경’에 실렸다.

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150