기후변화 주범 이산화탄소로 '친환경 연료' 원료 만든다 작성일 10-30 45 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">한국에너지기술연구원. 신촉매 기술 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="1ftAix5TJ2"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ea54c169655224354608b3a274a69da65473e8954638d06e62c8c45066848473" dmcf-pid="t4FcnM1yi9" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 역수성 가스전환반응용 신촉매. 한국에너지기술연구원(에너지연) 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/30/dongascience/20251030110743997mqen.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="5azsALu5RV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/30/dongascience/20251030110743997mqen.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구팀이 개발한 역수성 가스전환반응용 신촉매. 한국에너지기술연구원(에너지연) 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="266bf61075b81c1cff43eb5caddf06bb35e276d35ebd2eb341dae890f0e00411" dmcf-pid="F4FcnM1yLK" dmcf-ptype="general">온실가스인 이산화탄소를 친환경 연료의 핵심 원료로 전환하는 '역수성 가스전환반응용 촉매'가 개발됐다. 역수성 가스전환반응은 이산화탄소를 수소와 반응시켜 일산화탄소와 물을 만드는 기술이다. 일산화탄소는 친환경 연료의 원료로 쓰인다. </p> <p contents-hash="e0a76de56f1d6c2393697b6ad3e57433ae86b45491e716d9c932c927b4f1a0c7" dmcf-pid="383kLRtWnb" dmcf-ptype="general">한국에너지기술연구원(에너지연)은 구기영 수소연구단 책임연구원 연구팀이 구리-마그네슘-철 혼합 산화물 촉매를 개발하고 연구결과를 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B : 엔바이러멘탈 앤 에너지’에 지난 5월 발표했다고 30일 밝혔다. </p> <p contents-hash="22430406af8faa341390f4d845da64fa0150a707f7ed7ea7837d3ba88d8e1bea" dmcf-pid="060EoeFYLB" dmcf-ptype="general">800도 이상 고온 환경에서 역수성 가스전환반응이 진행될 때는 다른 금속 대비 열 안정성이 높고 이산화탄소 전환율이 높은 니켈 기반 촉매가 쓰인다. 고온에 장시간 노출되면 입자 응집으로 촉매 활성도가 떨어진다는 문제가 있다. 저온 환경에서 니켈 기반 촉매를 쓰면 메탄 등의 부산물이 생성돼 일산화탄소 생산성이 떨어진다. </p> <p contents-hash="e35df545f1c4e15b6a2ea195e445a56bb019d6f410682da2cbb24b4a1beff5ed" dmcf-pid="pPpDgd3GJq" dmcf-ptype="general">연구팀은 값싸고 풍부한 구리 기반 촉매를 개발해 기존 촉매의 한계점을 극복했다. 연구팀이 개발한 구리-마그네슘-철 혼합 산화물 촉매를 이용하면 400도 환경에서 상용 구리 촉매보다 일산화탄소를 1.7배 빠른 속도로 1.5배 많이 생성됐다. </p> <p contents-hash="2acc08d69fbbfcfe11c33d35c88e04e3bbf0cce431f3eb64e1b976f8dee38a0f" dmcf-pid="UQUwaJ0Hiz" dmcf-ptype="general">구리 기반 촉매는 니켈 촉매와 달리 400도 이하 저온에서 메탄과 같은 부산물 생성 없이 일산화탄소를 생산할 수 있다. 문제는 400도 환경에서 구리의 열 안정성이 매우 낮아진다는 점이다. </p> <p contents-hash="114e7733af1093add253186bc7f65fda4daab4f4a26a8cbddeb0fa488c0734de" dmcf-pid="uxurNipXM7" dmcf-ptype="general">열 안정성 문제를 해결하기 위해 연구팀은 '층상 이중 수산화물 구조'를 구현했다. 층상 이중 수산화물 구조는 얇은 금속층 사이에 물과 음이온이 끼어있는 샌드위치 형태로, 금속 이온의 종류와 비율을 조절해 다양한 물리적·화학적 특성을 만들 수 있다. 연구팀은 철과 마그네슘을 혼합해 구리 입자 간 공간을 채워 입자가 응집되는 것을 막고 열 안정성을 높였다.</p> <p contents-hash="a44417df6540a491d50d123e6a4acd7cbbc934212716c78fc08e6a60330decc4" dmcf-pid="7M7mjnUZJu" dmcf-ptype="general">실시간 적외선 분석과 반응 실험을 통해 연구팀의 촉매는 기존 촉매보다 성능이 뛰어나다는 점이 확인됐다. 기존 구리 촉매를 사용하면 이산화탄소는 수소와 반응해 중간체인 포름산염을 생성하고 이후 일산화탄소로 전환된다.</p> <p contents-hash="6611c135c9ba95d20439b3504788f621a32f0a9bf8669e9d9595fd25a013197b" dmcf-pid="zRzsALu5eU" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 촉매는 중간체를 생성하지 않고 촉매 표면에서 즉시 일산화탄소로 전환된다. 불필요한 중간물질이나 메탄 부산물을 만들지 않아 400도의 낮은 온도에서도 높은 활성도를 보인다. </p> <p contents-hash="47a547eacbc27c0199a6e28d9e945d14cf8e1d2b4e55b17fc0d35eaa0b8f3b42" dmcf-pid="qeqOco71Lp" dmcf-ptype="general">연구팀의 촉매는 상용 구리 촉매 대비 일산화탄소 생성 속도는 1.7배 이상 빠르고 생성 수율은 1.5배 이상 높다는 점도 확인됐다. 저온에서는 활성도가 높은 백금 등 귀금속 촉매 대비 일산화탄소 생성 속도는 2.2배, 생성 수율은 1.8배 높아 세계 최고 수준을 보였다. </p> <p contents-hash="ebfa209deca108aa6029eb8da04b819fbfa1b05adc092ebf9c15a84d525c1baa" dmcf-pid="BdBIkgzte0" dmcf-ptype="general">구 책임연구원은 “저온 이산화탄소 수소화 촉매 기술은 값싸고 풍부한 금속으로 일산화탄소를 고효율로 생산할 수 있다"며 "지속 가능한 합성연료의 핵심 원료 생산에 직접 활용될 수 있다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="bJbCEaqFJ3" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "뉴진스·어도어 전속계약 유효"…하이브, '멀티 레이블' 공고 확인 10-30 다음 생성형 AI 도입으로 잘나가더니 3만명 해고한 북미…국내는? 10-30 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
