이산화탄소를 고부가가치 연료 ‘메탄’으로 바꾸는 광촉매 개발 작성일 11-14 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">DGIST, 미국 칼텍과 공동연구</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YqQuBWOcit"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2379413e7fd65d72b69aa1505bb97c2e9765475c244f3809a1a7abfda9893b73" dmcf-pid="GBx7bYIkM1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 미국 캘리포니아공과대(칼텍)과 태양광을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 연료인 ‘메탄’으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발했다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/14/dongascience/20251114113344157dbxq.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="WZx7bYIkiF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/14/dongascience/20251114113344157dbxq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 미국 캘리포니아공과대(칼텍)과 태양광을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 연료인 ‘메탄’으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발했다. 게티이미지뱅크 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="5f5eb2d97f428b4169b4d5b4a4bc2af1298ba7c6d06fad8e440c84a2a7934ad8" dmcf-pid="HbMzKGCEe5" dmcf-ptype="general">대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 미국 캘리포니아공과대(칼텍)과 태양광을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 연료인 ‘메탄’으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발했다. </p> <p contents-hash="b055233109fadf8953d611794d5661f01ef11a4861e4b15b73a6b2f509ac8639" dmcf-pid="XAhac6B3iZ" dmcf-ptype="general">DGIST는 인수일 에너지공학과 교수 연구팀이 윌리엄 고다드 칼텍 교수 연구팀과 공동으로 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 광촉매를 개발하고 작동원리를 규명했다고 14일 밝혔다. </p> <p contents-hash="f161c21a05b52471de595afecdd723bcfb978b8a565cb834f13fe92d8c6e6f4e" dmcf-pid="ZclNkPb0JX" dmcf-ptype="general">이산화탄소는 대표적인 온실가스로 기후변화의 주요 원인으로 지적되고 있다. 이산화탄소를 효과적으로 줄이는 기술 개발은 전 세계적으로 중요한 과제로 꼽힌다. 연구팀이 주목한 광촉매 기술은 태양광 에너지를 이용해 이산화탄소를 연료로 바꾸는 일종의 ‘인공 광합성’ 기술이다. </p> <p contents-hash="0815fd476b8d8a4897b83021c06539d8f699fe6852383524c39057c5a999b536" dmcf-pid="5kSjEQKpiH" dmcf-ptype="general">연구팀은 가시광선과 근적외선을 잘 흡수하는 ‘황화은(Ag₂S)’과 광촉매 소재로 널리 사용되는 ‘이산화티타늄(TiO₂)’을 결합해 전자가 자연계의 광합성과 유사한 경로를 통해 효과적으로 이동할 수 있도록 하는 새로운 촉매 구조를 고안했다. 빛 에너지의 활용 효율을 크게 향상시킨 방법이다. </p> <p contents-hash="9c17cece7a4422110e673478597eb971b527115d30b4b278566ec58d079a0360" dmcf-pid="1EvADx9UeG" dmcf-ptype="general">기존 이산화탄소를 메탄으로 바꾸는 광촉매 연구에서는 소재가 지나치게 규칙적인 결정질 상태에 머물러 이산화탄소가 실제로 반응할 수 있는 ‘활성점’이 부족하다는 한계가 있었다. </p> <p contents-hash="75a76f308aea19a5dc6c9deb6b0f650827510551b349972e3d0c6e2a011730f4" dmcf-pid="tDTcwM2uRY" dmcf-ptype="general">공동 연구팀은 촉매 소재 내부에 의도적으로 ‘결함’을 도입하는 전략을 택해 구조가 불규칙한 비정질(Amorphous) 이산화티타늄을 활용해 티타늄 3가(Ti³⁺) 활성점을 풍부하게 만들었다. 동시에 원자 비율이 완전히 일치하지 않도록 설계된 황화은 나노와이어를 결합함으로써 강한 내부 전기장을 형성해 전하 분리와 반응 효율을 획기적으로 높이는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="19585165a7cd223583c3ca741bb1468cc6456e31576e1b291bff0a515e69e2d0" dmcf-pid="FwykrRV7JW" dmcf-ptype="general">그 결과 새로 개발된 광촉매는 집광형 반응기 환경에서 메탄 생산량이 30.31μmol(마이크로몰, 1μmol=100만분의 1mol)/g에 도달했다. 일반적인 조건 대비 약 5배 향상된 성능이다. 연구는 결함이 단순한 구조적 한계가 아니라 오히려 촉매 성능을 높이는 핵심 요소가 될 수 있음을 과학적으로 입증했다는 점에서 의의가 크다.</p> <p contents-hash="b96742685b14276e3f42d9712c5c702bde8ba20867902bb8865aaa9eba337214" dmcf-pid="3rWEmefzdy" dmcf-ptype="general">인수일 교수는 “연구는 촉매의 효율을 결정짓는 ‘활성점’을 설계하고 제어할 수 있다는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 이산화탄소를 가치 있는 연료로 전환하는 탄소 자원화 기술의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것”이라고 밝혔다. 또한 “실험 연구와 양자역학 계산을 결합해 이산화탄소가 메탄으로 전환되는 과정을 원자 수준에서 규명했다는 점도 중요한 성과”라고 설명했다.</p> <p contents-hash="5af9b5e142a8d5c1a92ef8b1c97c98ce7fbc4b8837da097660984a8217df636f" dmcf-pid="0mYDsd4qiT" dmcf-ptype="general">연구결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제 저명 학술지 ‘ACS Catalysis’에 지난 10월 23일 게재됐다. <br> </p> <p contents-hash="7c1b5671f6e04761871c0731cc70de8f1a497d0818ce7b1e301891bd63eeb60a" dmcf-pid="psGwOJ8BRv" dmcf-ptype="general"><참고자료><br> -https://doi.org/10.1021/acscatal.5c05258.s001</p> <p contents-hash="c201eff81db45e0599c1c669ab928da351f8484a741e5e3c732452d256a446a4" dmcf-pid="UOHrIi6bdS" dmcf-ptype="general">[이채린 기자 rini113@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 반짝이는 아이디어를 결실로. 젬블로컴퍼니가 함께 한 '2025 콘텐츠 창의인재동반사업 사업화 지원’ 프로젝트 11-14 다음 UFC 최악의 사태 '승부조작 의혹' 둘가리안, 결국 "선수 자격 정지" 중징계…파이터 인생 사실상 종료! 11-14 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
