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이산화탄소로 고부가가치 화학원료 만든다

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이산화탄소로 고부가가치 화학원료 만든다

2019.10.29 12:00
KIST 청정에너지연구센터 연구원이 구리 금속에 금속산화물을 도입한 촉매를 이용, 이산화탄소를 에틸렌·에탄올 같은 탄소화합물 원료로 전환하는 실험을 하고 있다. KIST 제공.
KIST 청정에너지연구센터 연구원이 구리 금속에 금속산화물을 도입한 촉매를 이용, 이산화탄소를 에틸렌·에탄올 같은 탄소화합물 원료로 전환하는 실험을 하고 있다. KIST 제공.

국내 연구진이 온실가스를 고부가가치 화학연료로 바꾸는 기술을 개발했다. 

 

황윤정 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 책임연구원 연구팀은 김형준 KAIST 교수 연구팀과의 공동연구로 이산화탄소를 전환해 에틸렌, 에탄올 등 고부가가치 화학 원료로 만들어내는 전기 촉매 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 

 

연구진은 이산화탄소를 전기화학을 이용해 에틸렌, 에탄올 등 탄소를 2개 이상 보유한 다탄소 화합물을 만들 때 ‘생성전류 선택도’를 높이기 위한 방안을 연구했다. 생성전류 선택도란 흐른 전류에 비해 에틸렌 생성에 사용된 전류의 비율을 말한다. 생성전류 선택도가 높을수록 반응 효율이 좋다는 의미다. 

 

연구진은 구리 촉매 소재에 ‘세리아’라는 금속 산화물을 도입해 에틸렌, 에탄올 등 다탄소 화합물의 생성전류 선택도를 높일 수 있는 신규 촉매 설계 기술을 개발했다. 금속산화물 세리아는 촉매 소재인 구리와 전자 및 화합물 교환이 가능해 촉매 반응 효율을 높이는 데 기여하는 것으로 분석됐다. 이를 통해 40% 미만에 그쳤던 기존 생성전류 선택도를 65%로 끌어올리는 데 성공했다. 

 

황윤정 KIST 책임연구원은 “이번에 개발한 촉매 기술로 이산화탄소 전환 활용 기술 실용화 가능성을 높일 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스’에 게재됐다. 

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