대표적 온실가스인 이산화탄소를 일산화탄소로 바꿀 수 있는 고효율 ‘은 나노 촉매’를 국내 연구진이 개발했다. 기후변화에 대응하는 핵심기술로 발전시킬 수 있을 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 민병권·황윤정 박사 연구팀은 이산화탄소를 일산화탄소로 바꾸는 고효율 촉매를 개발했다고 18일 밝혔다.
연구진이 개발한 촉매는 은 나노 입자를 탄소 담지체(탄소 덩어리) 위에 성장시킨 것이다. 연구팀이 개발한 은 나노 촉매는 이산화탄소 선택도 80% 이상으로 일산화탄소를 생산했다. 즉 10개 중 8개가 성공한 것이다. 은 촉매 단위 질량당 높은 반응성을 보였다. 이는 현재 보고된 은 촉매 성능 중 최고 수준이다.
지금까지는 금 촉매가 이산화탄소를 일산화탄소로 전환시키는 데 효과적이라고 알려져 있었지만 가격이 비싸고 안정성이 낮아 상용화에 걸림돌이 됐다. 은 촉매는 가격이 저렴하지만 효율이 좋지 않았다.
이번에 개발된 촉매는 은 나노 입자와 탄소 담지체가 효과적으로 결합해 이산화탄소 환원 반응 후에도 비교적 높은 안정성을 보였다.
연구팀은 저비용 고효율 촉매 개발로 인공 광합성 기술의 상용화를 한층 앞당길 전망이라고 기대했다. 이산화탄소로 쪼개진 일산화탄소는 다양한 화합물을 합성하는 데 널리 쓰이고 있는 유용한 기체 화학원료이다. 세계 연간 50조원에 달하는 시장으로 꾸준히 성장하고 있다.
연구팀은 “저가, 고효율 이산화탄소 환원 촉매는 향후 태양빛만으로도 원하는 고부가 화학원료를 직접 생산할 수 있는 미래형 화학원료 생산시스템 상용화에 큰 기여를 할 것”이라고 설명했다.
이번 연구는 KIST 미래원천 연구사업과 미래부 특화전문대학원 학연협력 지원사업의 지원으로 수행됐고 연구결과는 화학 분야 저명한 국제 학술지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society:JACS) 11월 4일자에 게재됐다.
송혜영기자 hybrid@etnews.com
