화학뉴스

국내 연구진이 이산화탄소(CO2)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 고효율 촉매를 개발했다.
김영은 박사와 한국에너지기술연구원 탄소전환연구실 연구진은 이산화탄소를 높은 효율로 알코올(Alcohol), 플래스틱 등 다양한 화학제품 기초물질인 일산화탄소로 전환하는 니켈 단일원자 촉매를 개발하는데 성공했다.
비싼 기존 은(Ag) 나노입자 촉매 대비 30배 적은 금속량을 사용하고도 일산화탄소 생산 속도를 최대 7배까지 개선해 생산 비용을 크게 낮출 수 있다.
연구진은 니켈 원자를 질소 원자와 결합해 CNT(Carbon Nano Tube) 위에 고르게 분산시켜 적은 양으로도 높은 반응성을 확보했다.
질소 원자로 니켈과 같은 전이 금속의 화학적 흡착을 많이 증가시켜 니켈 반응을 활성화함으로써 전체적인 반응속도가 빨라진다.
단일원자 촉매 합성은 대부분 열처리와 산 처리 등 복잡한 과정을 거치나 연구진이 개발한 촉매는 니켈과 질소를 포함한 전구체와 탄소 지지체를 혼합, 열처리하는 간단한 공정으로 제조할 수 있어 대량생산도 용이한 것으로 평가된다.
상용 음이온 교환막에 적용해 실험한 결과 평방미터당 100mA 조건에서 70시간 동안 98%의 높은 선택도와 안정성을 유지했다.
김영은 박사는 “이산화탄소를 효율적·안정적으로 전환해 일산화탄소를 생산할 수 있는 핵심 소재 원천기술을 확보했다”며 “앞으로 저가 단일원자 촉매 기반 막전극접합체와 셀 개발을 완성해 관련기업에 이전하면 이산화탄소가 애물단지에서 보물단지로 바뀔 수 있을 것”이라고 기대했다. (윤)