포스텍, 고성능 이산화탄소 환원 촉매 개발
포스텍, 고성능 이산화탄소 환원 촉매 개발
  • 이바름기자
  • 등록일 2020.08.26 20:19
  • 게재일 2020.08.27
  • 댓글 0
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구리·은 이용해 기존 합금보다
저비용 고효율 소재 합성 성공
이종람 교수, 동완재 박사, 유철종 박사, 이동화 교수. (왼쪽부터)
이산화탄소를 재활용해 쓰는 날이 머지않았다. 포항공과대학교 연구팀이 값싼 금속 소재와 간단한 방법으로 제작할 수 있는 고성능 이산화탄소 환원 촉매를 선보였다.

이종람 포항공대 신소재공학과 교수 연구팀(이종람·동완재·유철종·이동화)은 구리와 은으로 이뤄진 촉매 표면에 존재하는 전자들의 분포가 이산화탄소 환원 반응의 경로를 결정하는 중요한 요인이 되는 것을 처음 밝혀냈다. 이를 통해서 이산화탄소 환원 반응을 극대화해 지금까지 보고되지 않은 높은 효율을 가진 촉매 소재를 합성하는데 성공했다.

이산화탄소를 연료로 전환하는 전기화학적 이산화탄소 환원 방법은 이산화탄소 감소 수요에 따라 새로운 에너지 기술로 주목받고 있다. 이산화탄소 환원 촉매를 이용하면 물과 이산화탄소를 일산화탄소나 메탄가스 등과 같은 화학공업 연료로 변환시킬 수 있다. 그러나 이 촉매가 금 또는 팔라듐과 같은 값비싼 귀금속을 사용하는데다 공정법이 복잡해 상용화가 어려운 것으로 알려져 있다.

연구팀은 구리와 은의 경계면에서 일어나는 전자 재분포 현상이 은과 일산화탄소 간의 결합에너지를 증가시켜 은의 촉매 특성을 향상시킨다는 사실을 규명했다. 또, 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 보이지만, 이번에 개발된 촉매 소재에서는 일산화탄소의 결합에너지를 메탄가스 생성에너지 수준으로 상승시켜 일산화탄소와 메탄가스 두 가지 생성물의 전환율을 대폭 향상하는 독특한 특성이 확인됐다.

/이바름기자 bareum90@kbmaeil.com

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