온실가스를 친환경 연료 원료로 전환 … 115시간 안정성 확인
성균관대는 화학과 김영독 교수 연구팀이 이산화탄소를 고부가가치 화학물질인 포름산염으로 고효율 전환하는 새로운 촉매를 개발했다고 24일 밝혔다.
포름산염은 수소연료전지와 화학·의약 분야 등에 활용되는 물질이다. 이산화탄소를 전기로 전환하는 기술은 탄소중립 실현을 위한 핵심 기술로 꼽히지만, 기존 촉매는 산업 현장에서 필요한 높은 출력에서는 효율이 떨어지는 한계가 있었다.
연구팀은 희토류 금속인 세륨(Ce)을 활용해 촉매 표면에 미세한 결함을 형성하는 기술을 개발했다. 이를 통해 반응 속도를 높이고 원치 않는 부반응은 줄여 이산화탄소를 포름산염으로 전환하는 효율을 높였다.
실험 결과 새 촉매는 산업 적용이 가능한 고전류 조건에서도 약 97%의 전환 효율을 보였다. 또 115시간 연속 운전에서도 85% 이상의 성능을 유지해 장기 안정성을 확인했다.
김영독 교수는 “촉매의 미세 구조를 제어해 이산화탄소를 유용한 자원으로 바꾸는 효율과 안정성을 함께 높인 연구”라며 “탄소중립 실현에 필요한 친환경 촉매 개발로 이어가겠다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 교육부 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 Chemical Engineering Journal에 게재됐다.
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