"이산화탄소 재활용해 연료 전환"...포스텍 연구팀, 고효율 촉매 소재 개발

  • 김기태
  • |
  • 입력 2020-08-26 11:13   |  수정 2020-08-26
2020082601000885800034941
왼쪽부터 포스텍 이종람 교수, 동완재 박사, 유철종 박사, 이동화 교수.

지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 재활용해 연료로 전환할 수 있는 고효율의 촉매 소재가 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다.


포스텍은 26일 신소재공학과 이종람 교수, 동완재 박사, 유철종 박사, 이동화 교수 연구팀이 구리(Cu)와 은(Ag) 두 가지 금속으로 이루어진 촉매 표면에 존재하는 전자 분포가 이산화탄소 환원 반응의 경로를 결정하는 중요한 요인이라는 것을 처음으로 규명했으며, 이를 통해 이산화탄소 환원 반응을 극대화해 지금까지 보고되지 않은 고효율 촉매 소재를 합성하는데 성공했다고 밝혔다.

 

2020082601000885800034942
구리와 은 나노 박막 촉매의 구조와 전자 재분포 현상 그림 설명.포스텍 제공

이산화탄소를 연료로 전환하는 전기화학적 이산화탄소 환원 방법은 금과 같은 값비싼 귀금속을 촉매로 사용하고 공정법이 복잡하는 등의 이유로 상용화가 어려운 것으로 알려지고 있다. 이산화탄소 재활용의 상용화를 위해서는 값싼 합금 소재 이용이 관건인 셈이다.

 


이에 연구팀은 구리와 은의 경계면에서 일어나는 전자 재분포 현상이 은과 일산화탄소 간의 결합에너지를 증가시켜 은의 촉매 특성을 향상시킨다는 사실을 규명했다. 또한 구리 호일 위에 수 나노미터 두께의 은 박막을 형성하는 간단한 구조를 이용해 귀금속보다 높은 선택성을 갖는 촉매 소재를 개발했다.


지금까지 알려진 합금 촉매들은 일산화탄소만 높은 선택성을 보였다. 하지만 이번에 개발된 촉매 소재는 일산화탄소의 결합에너지를 메탄가스 생성에너지 수준으로 상승시켜 일산화탄소와 메탄가스 두 가지 생성물의 전환율을 대폭 향상하는 독특한 특성이 확인됐다고 연구진은 설명했다.


이종람 교수는 "이 연구는 발전소에서 배출되는 이산화탄소 가스를 채집해 화학 연료로 전환해서 새로운 고부가가치를 창출 할 수 있어 저탄소 녹색성장 시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.


이 연구 결과는 재료 분야 국제학술지인 '나노 에너지(Nano Energy)'에 최근 실렸다.
김기태기자 ktk@yeongnam.com

영남일보(www.yeongnam.com), 무단전재 및 수집, 재배포금지

교육/과학인기뉴스

영남일보TV

영남일보TV

더보기
  • 많이 본 뉴스

    • 최신
    • 주간
    • 월간