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공기 중 이산화탄소 잡을 고효율 촉매 재료 찾았다

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2018년 03월 26일 10:27 프린트하기

 

대기 중 이산화탄소를 포집해 자원화하는 데 필요한 핵심 부품인 '니켈 촉매'의 성능을 국내 연구팀이 극대화하는 데 성공했다.


노현석 연세대 환경공학과 교수팀은 비교적 저렴한 비용으로 오랫동안 효율적으로 이산화탄소를 포집할 수 있는 새로운 촉매를 니켈을 이용해 개발하고, 성능 최적화에 성공해 학술지 그린케미스트리 3월호에 발표했다.
 

이산화탄소는 매우 안정한 물질로 다른 물질과 화학반응을 잘 일으키지 않는다. 이런 안정한 기체를 모아서 탄소 자원(아세트산 등 부가가치가 높은 화학 물질을 만들 수 있는 재료인 합성가스)으로 만들기 위해서는 화학반응을 촉진하는 물질인 촉매가 필요하다. 하지만 기존에는 귀금속류를 써서 값이 비싼데다, 반응 과정에서 높은 열이 발생하며 촉매의 효율성이 떨어져 아직 상업화는 성공하지 못한 상황이다.
 

연구팀은 비교적 저렴한 니켈을 이용해 이산화탄소를 안정적으로 자원으로 전환할 수 있는 기술을 개발했다. 니켈의 촉매 반응을 촉진시키는 재료(세리아)와, 고열에도 성능이 떨어지지 않는 재료(지르코니아) 등을 섞은 뒤, 이 둘 사이의 비율을 조절해 200시간 이상 높은 효율을 유지하는 최적의 니켈 촉매 조건을 찾았다.
 

노 교수는 “귀금속류 대신 저렴한 니켈 등을 사용해 제조 공정의 경제성도 확보했다”며 “아세트산, 디메틸에테르, 옥소-알코올 등 고부가가치 화학물질 생산공정의 상용화를 앞당길 것으로 기대한다”고 말했다.
 

연구팀은 이 연구를 확장해 대규모 실증연구를 한 뒤, 제철소와 발전소 등 이산화탄소 배출이 높은 시설에 활용할 계획이다.
 

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