국내 연구진이 버려지는 천연가스를 고부가가치 포름알데히드로 전환하는 고안정 촉매를 개발했다. 30년 넘게 답보상태였던 관련 변환기술을 상용화 가능한 수준으로 진전시켰다.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 안광진 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 메탄-포름알데히드 변환 효율을 두 배 이상 높인 나노 물질 기반 메탄 산화체 촉매를 개발했다고 30일 밝혔다.
메탄은 천연가스 가운데 88%를 차지하지만, 풍부한 양에 비해 활용가치는 떨어진다. 이를 포름알데리드로 변환하려는 시도가 꾸준히 있었지만, 메탄 화학구조가 지나치게 안정적이어서 쉽지 않다. 고온 공정이 필수여서 촉매 구조가 훼손되는 문제가 발생한다.
포름알데히드는 기능성 고분자, 살균제, 방부제 등의 원료로 활용돼 부가가치가 높은 물질이다.
연구팀은 고온에서 안정적으로 반응하는 메탄-포름알데히드 변환 촉매를 개발했다. 개발 촉매는 600도가 넘는 고온에서도 촉매 구조를 안정적으로 유지하고 반응성도 높다. 얇은 산화알루미늄 막으로 바나듐 나노입자를 둘러싼 형태를 구현해 내부입자 응집이나 구조 변형을 효과적으로 막았다.
연구팀은 이 결과로 메탄에서 포름알데히드 변환효율을 기존 10% 미만에서 22% 이상으로 크게 향상시켰다고 설명했다. 관련 촉매 기술은 1987년 미국에서 처음 나왔지만 이후 변환효율을 비롯한 성능 면에서 큰 진전이 없었다.
연구팀은 앞으로 촉매 제조기술과 촉매공정 프로세스를 확장해 기술 상용화에 나설 방침이다.
안광진 교수는 “나노기술을 촉매에 도입해 메탄을 고부가가치 화학물질로 변환할 때 안정성과 효율을 획기적으로 높였다”며 “풍부한 천연자원을 활용하는 차세대 에너지 기술로 가치가 높다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
