기체상태 이산화탄소를 일산화탄소로 쉽게 바꿀 수 있는 촉매기술 개발

국내 연구진이 지구온난화 주범으로 지목받고 있는 이산화탄소를 화학적으로 유용한 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 인공광합성 촉매 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터, 광주과학기술원(GIST), 고려대, 독일 베를린공과대 화학과 공동연구팀은 식물의 잎처럼 이산화탄소를 흡수해 유용한 화학물질로 전환시킬 수 있는 인공광합성 전극을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다.

인공광합성 시스템은 이산화탄소를 이용해 일산화탄소 같은 고부가가치의 화학물질로 전환시킬 수 있는 기술이다. 환경오염 없이 이산화탄소를 제거할 수 있어서 주목받고 있는 기술이다.

기존의 이산화탄소 전환 기술은 주로 액체상태에서 진행됐다. 그렇지만 이산화탄소가 물에 잘 녹지 않아 투입된 에너지 대비 효율이 낮고 액체상태로 만들어야 하기 때문에 공정이 복잡해진다는 문제가 있었다.

연구팀은 촉매와 전극구조가 반응 중 어떻게 작동하는지 실시간 관찰할 수 있는 분석기법을 활용해 이산화탄소를 액상으로 만들지 않고 기체상태에서 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 나노크기의 산호모양 은촉매 전극을 개발했다. 이번에 개발한 전극은 기존 은촉매 기술과 달리 반응표면적이 커져 투입 에너지는 적고 일산화탄소 전환 효율은 100배 이상 향상된 것으로 확인됐다. 또 전극의 크기도 상용화가 가능한 수준의 대면적으로 제작이 가능해졌다.

오형성 KIST 박사는 “이번 기술은 나노미터 크기의 산호형태 은촉매 전극을 만듦으로써 이산화탄소 전환시스템의 성능을 크게 향상시키고 앞으로 연구방향까지 제시했다는데 의미가 크다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr