“이산화탄소→메탄올 액체연료 전환”…값싼 ‘구리촉매’가 해낸다

작성일 06-27

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST·성균관대·연세대 공동연구팀<br>- 구리촉매로 이산화탄소 메탄올화 효율↑</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="zFAxEbWA3S">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ea3dcc5a684c38bf346972154b9135591d1336a55eb363de7a569f231bbc14ee" dmcf-pid="q3cMDKYcUl" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 류정기(왼쪽부터) 교수, 김현우 박사, 박수환 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/27/ned/20250627093219473mjhu.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="uQhNvMphUT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/27/ned/20250627093219473mjhu.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 류정기(왼쪽부터) 교수, 김현우 박사, 박수환 연구원.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="5f4a6719401db3f63b57426d5f109d92756af139b952cdc056252bfa47fbd5be" dmcf-pid="B0kRw9Gkzh" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 이산화탄소(CO₂)를 메탄올로 바꾸는 기술 개발에 성공했다.</p>
          <p contents-hash="f4c7335c6c1bbdc5c75b62c0c2b1621f2738f1da1783bddba4e95a870057ef55" dmcf-pid="bpEer2HEFC" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 류정기 교수팀은 성균관대학교 김종순 교수팀, 연세대학교 손 알로이시우스 교수팀과 함께 이산화탄소를 메탄올로 바꾸는 구리 촉매를 개발했다고 26일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="453b68ccf3f84e585f2f343b4e5965753605c82de24e0f7b1e0a90bdbde0c9fc" dmcf-pid="KUDdmVXD3I" dmcf-ptype="general">메탄올은 플라스틱, 합성섬유 등의 기초 화학제품 원료이자, 액체 상태로 저장·운반이 쉬워 최근에는 수소 저장운반체, 연료전지 원료 등 에너지원으로도 주목받는 물질이다. 이산화탄소를 원료로 메탄올을 생산하면 탄소배출도 줄일 수 있지만, 반응 과정에서 수소 같은 물질이 섞여나오는 탓에 정제 공정을 거쳐야 하는 한계가 있다.</p>
          <p contents-hash="10a53510b2ea2ac130280a7aa80e84f9bd07609ddf4a8b0a274c31c2aa9deea1" dmcf-pid="9xHm5g9HFO" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 구리 촉매는 부산물이 아닌 메탄올만 잘 골라서 만들 수 있다. 목표물만 골라 만드는 성능인 메탄올 선택도는 구리 기반 촉매 중 가장 높은 최대 70%를 기록했으며, 고가의 귀금속 촉매에 버금가는 성능이다. 일반적인 구리 촉매의 선택도는 10~30% 수준에 머문다.</p>
          <p contents-hash="6e5397801284e5ca82c95a2208c14f91cff8c12dc0d6eaba305df47e844cce1b" dmcf-pid="2MXs1a2X3s" dmcf-ptype="general">이 촉매는 구리 피로인산염(Cu₂P₂O₇) 나노 영역과 순수 구리 금속 영역이 마치 퍼즐처럼 꼭 맞는 조합을 이루는 밀착 구조다. 이 구조 덕분에서 수소가 만들어지는 경쟁 반응이 억제되고 메탄올만을 선택적으로 만들어낼 수 있다.</p>
          <p contents-hash="ef24efe5f8024739cd6b5d98b43d9d89e54de57b947623eff836d895bfe973ba" dmcf-pid="VRZOtNVZUm" dmcf-ptype="general">일반적으로는 이런 정교한 복합 구조를 만들기 어렵지만, 연구팀은 리튬배터리의 방전 원리를 활용해 이를 손쉽게 만들었다. 배터리 방전처럼 전극 재료에 전류를 흘려주면, 전극에 포함된 구리 피로인산염 일부가 순수 구리로 환원되며 두 물질이 한 입자 안에서 자연스럽게 섞이는 복합 구조가 형성된다. 촉매를 제외한 전극 물질 등은 물로 씻어내 손쉽게 제거할 수 있다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e7c9b0c402de8ca14369a1284c4a38d43c9b66d65be49b2b4ad5052ecfec3ee5" dmcf-pid="fe5IFjf5zr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="배터리 방전 과정을 적용해 정교한 구조의 고효율 촉매를 제작.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/27/ned/20250627093219703aoky.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="7MWDHnBWuv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/27/ned/20250627093219703aoky.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            배터리 방전 과정을 적용해 정교한 구조의 고효율 촉매를 제작.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="daaaac26a43af0a3e16b3ad558d1edf17515dad80a126fbf32f8312fe3979623" dmcf-pid="4d1C3A413w" dmcf-ptype="general">또 이 반응이 기존에 알려진 방식과는 다른 경로를 따른다는 점도 이번 연구의 중요한 발견이다. 보통은 일산화탄소 (CO)를 거쳐 메탄올이 만들어지는데, 이 촉매는 포름산(HCOOH)을 먼저 만들고 이를 다시 메탄올로 바꾸는 방식이다. 이는 새로운 메탄올 합성 촉매 개발의 기반이 될 수 있을 뿐 아니라 메탄올 합성 경로에 대한 이해를 넓히는 데에도 의미 있는 단서가 될 것으로 보인다는 설명이다.</p>
          <p contents-hash="34bb55bfbf7c182d6be4228d35b4e14b6b322627cdcf1fa4fb4a2cf34d414663" dmcf-pid="8Jth0c8tUD" dmcf-ptype="general">류정기 교수는 “메탄올은 전 세계에서 매년 수천만 톤 이상 소비되는 중요한 산업 원료이자 에너지원”이라며 “값싼 구리로 높은 선택성과 전류밀도를 확보한 이 촉매 기술은 공장에서 이산화탄소를 곧바로 유용한 자원으로 바꾸는 ‘탄소 자원화’ 시대를 앞당기는 데 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다.</p>
          <p contents-hash="5ccdede75618660c4d28947255cb030055a976b2bf9834cc52dd590abcdd9697" dmcf-pid="6iFlpk6F3E" dmcf-ptype="general">이어 “배터리 방전 원리를 활용해 촉매를 손쉽게 확보했다는 점에서 산업적 활용 가능성도 크다”며 “향후 전극의 대면적화와 시스템 통합을 통해 실제 공정으로 확대 적용할 계획”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="94079046bc9833614a8b910ea503cc9c6dd2cec3c7f5f8c0a479f7903260af06" dmcf-pid="Pn3SUEP3Uk" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 5월 20일 온라인 공개됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

등록된 댓글이 없습니다.

로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.

먹튀폴리스

“이산화탄소→메탄올 액체연료 전환”…값싼 ‘구리촉매’가 해낸다

멤버랭킹

관련자료

멤버랭킹