CO₂→알릴 알코올 전환…고부가 화학연료 대량생산길 열렸다 작성일 05-27 142 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- GIST 이재영 교수팀, CO₂로 고부가가치 화학연료 생산기술 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xq8LVxrRtz"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6ae43ebd046ae48615cbd40abeafaf0eacf7568c4da8649e442b37fb1bfb6a01" dmcf-pid="yDl1IybYX7" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="최민준(왼쪽부터) 박사, 이재영 교수, 배수안 박사.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/27/ned/20250527094059532paxa.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="P3kSjrtsHB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/27/ned/20250527094059532paxa.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 최민준(왼쪽부터) 박사, 이재영 교수, 배수안 박사.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="d31dde7192382e27bf09406c44aea5f2f43c3f53f05f2564560f64d1def5a229" dmcf-pid="WwStCWKGGu" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 광주과학기술원(GIST)은 환경·에너지공학과 이재영 교수 연구팀이 이산화탄소(CO2)를 사용하여 고부가가치 화합물 ‘알릴 알코올’을 세계 최고 수준으로 생산할 수 있는 전기화학 전환기술을 개발했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="781e2fc6ecec743c723d44b2e8f94c83a82216a4bd070116b7f0a2458f082621" dmcf-pid="YrvFhY9HXU" dmcf-ptype="general">이 기술은 자체 개발한 환원전극촉매 구리인(CuP2)과 산화전극촉매 니켈철(NiFe)를 양극간 간격이 없는 막-전극접합체로 구성하여 탄소 원자수가 1개인 이산화탄소를 탄소 원자 수가 3개 이상의 다탄소 고부가가치 화합물(C3+)인 알릴 알코올로 선택적 전환을 통해 생산함으로써, 경제성이 있는 전기화학 탄소 포집 및 활용 기술(e-CCUs)의 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="945a32cc86d746e21deb900c133c68fe3436985788bb008776efc5a48a8accfa" dmcf-pid="GmT3lG2X5p" dmcf-ptype="general">알릴 알코올은 이중 결합을 가진 알릴기와 수산기를 함께 포함한 구조로, 다양한 화학 반응에 활용될 수 있는 매우 유용한 물질이다. 특히 플라스틱, 접착제, 살균제, 향료 등 여러 산업 분야에서 고분자 화합물을 합성하는 데 필수적인 원료로 사용되며, 그 산업적 가치가 매우 높다.</p> <p contents-hash="ea47ef13ac88ef9ad1b462b67f134de81db5728d1451819193196a1b46a46994" dmcf-pid="Hsy0SHVZ10" dmcf-ptype="general">이산화탄소의 전기화학적 환원 기술은 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 유용한 물질로 전환할 수 있는 탄소중립 시대의 핵심 기술이지만, 알릴알코올과 같은 탄소 원자 수가 3개 이상인 고부가가치 화합물을 선택적으로 생산하는 것은 패러데이 효율이 15% 미만으로 매우 낮으며, 반응 경로가 복잡하고 중간체의 안정성도 떨어져 기술적인 제약이 컸다.</p> <p contents-hash="10020f0b97c486148fb8cf3e4f66096560194fad45a469c0f311031b5da16a4a" dmcf-pid="XPnwdayjY3" dmcf-ptype="general">특히 액체 상태의 고부가가치 화합물은 탄소-탄소(C–C) 결합을 만드는 것이 까다롭고 반응 중간체의 안정성이 떨어져 생산이 매우 까다로운 것으로 알려져 있다.</p> <p contents-hash="b01b0ecbb9f7f87c80c0238e4f50bd9b1a15f0a46817c1c3f1a66cb9097b19bf" dmcf-pid="ZQLrJNWA5F" dmcf-ptype="general">하지만 이번 연구에서 개발된 기술은 66.9%의 패러데이 효율을 달성했으며, 이는 기존 최고 기술보다 효율이 약 4배 높은 수준이다. 이처럼 높은 효율은 불필요한 부산물 생성은 최소화하고, 원하는 물질만을 선택적으로 생산할 수 있는 촉매의 탁월한 선택성을 입증한다.</p> <p contents-hash="1ccd1e162f39a07e49e678b3e40b9fa68dfcdecd3ca972a8328e4309278d28f1" dmcf-pid="5xomijYc5t" dmcf-ptype="general">또한 전극의 단위면적당 1100 mA cm⁻²를 인가할 수 있는 공정에서 735.4 mA cm⁻²의 부분 전류 밀도와 1643 μmol cm⁻² h⁻¹의 생산 속도를 기록하며 세계 최고 수준의 성능을 입증했다. 이처럼 고부가가치 화학 물질인 알릴 알코올을 안정적으로 대량 생산할 수 있게 되면서, 실제 산업 현장에서 활용될 가능성이 매우 커졌다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8e0bdf9920242c4e051b13d8738375311abee8b8417c3790294f214a2414789c" dmcf-pid="1MgsnAGkY1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="전기화학 탄소 포집 및 활용 기술(e-CCUs) 모식도.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/27/ned/20250527094059861lmub.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="QKU43qnbZq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/27/ned/20250527094059861lmub.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 전기화학 탄소 포집 및 활용 기술(e-CCUs) 모식도.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="15988b720d42564d4538524efb2dd0a3ec7c4b623d624e465245e8e0eefbf5f7" dmcf-pid="tRaOLcHEH5" dmcf-ptype="general">특히 이번 연구에서는 기존에 널리 알려진 ‘일산화탄소를 거치는 반응 경로’가 아닌, 포르메이트(HCOOad)라는 중간물질이 포름알데히드(HCOad)*로 전환되는 과정에서 탄소-탄소(C–C) 결합이 형성되는 새로운 반응 경로를 밝혀냈다.</p> <p contents-hash="6bd44164d689f796e51c2f7474a16175b27de44ae58d877c9d13a27c3934216d" dmcf-pid="FeNIokXDXZ" dmcf-ptype="general">이는 기존의 통설을 뒤집는 반응 메커니즘으로, 생성물 대부분이 저장과 운송이 용이한 액체 화합물이라는 점에서 상업적 가치를 크게 높인다.</p> <p contents-hash="d9aca34c8a78ea181c1612b018eb623794ae6b3064751f14712fc45303b6afd4" dmcf-pid="3djCgEZwHX" dmcf-ptype="general">이재영 교수는 “이번에 개발한 이산화탄소 전환공정기술은 이산화탄소 배출에 따른 부담감이 가중되고 있는 석탄·석유화학 산업과 제철 산업에게 위기를 극복할 수 있는 새로운 비지니스 방향성을 제시할 수 있는 돌파구로서 평가 받을 수 있다”고 강조했다.</p> <p contents-hash="da604a56fc72330815cd8462d946785cd4b7009166f2fb3e3a3c1f14687225cc" dmcf-pid="0JAhaD5r5H" dmcf-ptype="general">과학기술정보통신부·한국연구재단이 지원하는 해외우수연구기관협력허브구축사업과 선도연구센터지원사업의 지원을 받은 이번 연구결과는 물리화학 분야 국제학술지 ‘네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)’에 5월 22일 온라인 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 세계 최대 규모 그래프 연산 처리, KAIST 연구팀이 해냈다 05-27 다음 쇼트트랙 대표팀 지도자 2명, 공금 처리 문제로 자격정지 징계 05-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
