성균관대-충남대 연구팀, 온실가스 이산화탄소→유용한 탄화수소 친환경 전환 기술 개발

성균관대는 에너지과학과 명창우 교수 연구팀이 충남대 화학과 손영구 교수 연구팀과 함께 상온·상압 조건에서 온실가스 이산화탄소를 유용한 탄화수소로 전환하는 전기화학촉매를 개발했다고 5일 밝혔다.

새로 개발된 촉매는 기존 고온·고압 열촉매와 달리 전기를 이용해 낮은 온도와 압력에서도 이산화탄소를 탄화수소로 전환할 수 있어 환경부담을 크게 줄일 수 있다. 기존의 피셔-트롭쉬 반응은 전통적으로 고온·고압에서 합성가스를 탄화수소로 전환하는 복잡한 화학반응이다. 연구팀은 이번 연구에서 전기화학적 방식으로 피셔-트롭쉬 반응을 구현해 낼 수 있음을 보였다.

촉매는 금 나노입자와 페로브스카이트 구조를 갖는 스트론튬 타이타네이트(SrTiO₃)를 기반으로 한다. 연구팀은 금 나노입자와 페로브스카이트 간 상호작용이 촉매 활성을 유도했음을 밝혀냈다.

손 교수는 "이번 성과는 이산화탄소와 일산화탄소 환원 반응을 통한 액체연료제조에 있어 전기화학적 가능성을 제시한 중요한 발견"이라고 말했다.

명 교수는 "이번 연구는 기계학습을 활용한 촉매 연구 가능성까지 보여줬다"면서 "앞으로 촉매 개발에 중요한 발판이 될 것"이라고 했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 지난 9월 26일 표지논문으로 게재됐다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF) 중견연구과제, 우수신진연구과제와 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 지원으로 수행됐다.