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| 전기화학정 메탄-알코올 전환 개념도. (자료제공=고려대학교) |
고려대학교는 화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀과 유종석 서울시립대 교수팀이 공동연구를 통해 상온에서도 고효율로 메탄을 에탄올로 전환하는 전기화학촉매를 개발했다고 3일 밝혔다.
메탄은 이산화탄소보다 21배 강력한 온실가스로, 기존 메탄 처리 기술은 고온 반응으로 인해 대규모 시설을 필요로 했다.
고려대-서울시립대 연구팀은 탄산이온 용액에 포함된 산화철 촉매에 전압을 인가하는 경우 탄산이온이 분해되어 촉매표면에 활성 산소가 형성되고, 이 활성산소에 의해 메탄이 쉽게 산화된다는 것을 규명했다.
나아가 산소의 결합을 촉진하는 친산소성 지르코니움 원소를 도입, 촉매 활성을 극대화했다. 연구팀은 상온에서 에탄올 생성 속도와 91%의 높은 에탄올 선택도를 달성했고, 이는 최근 보고된 액상 메탄-알코올 촉매적 전환 결과를 뛰어넘는 수치였다.
문준혁 교수는 “전기화학적 메탄 전환기술은 상온 반응에 의해 반응기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지와 같은 친환경에너지를 활용할 수 있다”고 말했다.
이번 연구 성과는 에너지 환경 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리스트 비 환경(Applied Catalysis B: Environmental)’ 2023년 12월 30일자 온라인판에 게재됐다.
류용환 기자 fkxpfm@viva100.com
