지구온난화를 일으키는 이산화탄소를 가치 높은 화학 원료로 바꿔주는 기술을 국내연구진이 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 황윤정 박사 연구팀은 한국과학기술원(KAIST) 김형준 교수 연구팀과 공동연구로 온실가스로 알려진 이산화탄소를 전환해 에틸렌과 에탄올 같이 산업에서 활용할 수 있는 탄소화합물로 바꾸는 새 전기 촉매 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

이산화탄소 같은 물질을 고부가가치 화학 원료로 직접 바꾸는 전환기술은 경제 가치 뿐만 아니라 이산화탄소를 줄여, 기후 변화 대응 핵심기술로도 발전할 수 있다.

이미 이산화탄소를 일산화탄소나 포름산만을 선택적으로 생성하는 고성능 촉매 소재가 개발됐다. 하지만 에틸렌과 에탄올 같이 복합적이고 활용도가 높은 다탄소화합물을 만드는 기술은 선택도가 40~70% 수준으로 충분하지 못하다.

KIST 연구진은 구리 촉매 소재에 ‘세리아’라는 금속산화물을 도입해 다탄소 화합물 선택도를 향상시킬 수 있는 신규 촉매 설계 기술을 개발했다. 연구진이 개발한 촉매는 65%로 높은 생성전류 선택도를 보였다.

또 KIST 연구진은 계산화학 모델링으로 계면에서 촉매 다양성 반응 원인도 규명했다. 특히 구리와 세리아 계면을 조절해 이산화탄소 전환 생성물 비율을 조절할 수 있었다.

KIST 황윤정 박사는 “이산화탄소 전환 생성물의 다양성을 높이는 촉매 소재 연구로 새로운 가능성을 제시했다”며, “촉매 반응 이해와 촉매 소재 개발 전략이 이산화탄소 활용 기술 실용화 가능성을 높일 것”이라고 기대감을 밝혔다.

이 연구 결과는 에너지 분야 최고 수준 과학전문지인 ‘ACS에너지레터’ 최신호에 게재됐다.

박응서 테크엠 기자  gopoong@techm.kr