국내 연구진이 이미 배출된 이산화탄소를 다시 사용하는 기술을 제시했다.
성균관대학교 신소재공학과 백정민 교수 연구팀이 이산화탄소(CO2)를 에탄올(Ethanol)로 효율적으로 전환하는 차세대 단원자 촉매 기술을 개발했다고 밝혔다.
에탄올은 자동차 연료, 화학제품 원료로 바로 쓸 수 있어 가치가 매우 높다.
다만, 이산화탄소를 에탄올로 만드는 기술은 탄소 원자끼리 서로 결합해야 하는 복잡한 과정이 필요해 구현하기가 매우 까다로운 것으로 평가된다. 특히, 기존 촉매들은 원하지 않는 수소가 발생해 효율이 떨어지거나 장기간 사용하면 성능이 나빠지는 한계가 있다.
연구팀은 구리 원자를 아주 작은 원자 단위로 쪼개어 특수한 탄소 구조 안에 배치하는 새로운 설계 전략을 도입했다. 정밀한 조각을 하듯 구리 원자 주변의 결합 환경을 미세하게 조절함으로써 이산화탄소 분자가 에탄올로 더 쉽고 빠르게 변할 수 있는 최적의 반응 경로를 찾아냈다.

연구팀이 개발한 촉매는 높은 전류가 흐르는 조건에서도 44.1%라는 높은 효율로 에탄올을 생산했으며, 전체 생성물 가운데 65% 이상이 에탄올일 정도로 선택적 정확도가 높았다. 50시간 이상 연속으로 작동해도 성능이 변하지 않는 뛰어난 내구성도 입증했다.
촉매를 만들기 위해 섭씨 400도 이상의 고온 공정이 필요한 기존 기술과 달리 약 160도의 낮은 온도에서도 합성이 가능해 코스트와 에너지 소비를 획기적으로 줄였다.
백정민 교수는 “온실가스를 단순히 없애는 수준을 넘어 고부가가치 친환경 연료로 바꾸는 탄소 순환형 미래 기술의 가능성을 제시한 것”이라며 “앞으로 더 대형화해 실제 산업 현장에서 사용될 수 있도록 후속 연구에 박차를 가하겠다”고 강조했다.
차세대 단원차 촉매 연구는 성균관대학교와 충남대학교, 미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 공동 연구로 수행됐고, 세계적 권위의 학술지인 Applied Catalysis B: Environment and Energy에 2026년 5월 온라인 게재됐다.