이재영 GIST 환경공학부 교수팀
광주과학기술원(GIST) 환경공학부 이재영 교수(사진)팀은 이 같은 '산화구리-은 실용촉매'를 개발했다고 21일 밝혔다.산업 공정에서 배출되는 이산화탄소를 처리하기 위해 이를 포집·저장하는 'CCS'(이산화탄소 포집·저장) 기술이 연구되고 있지만, 이 기술은 저장한 이산화탄소가 완전히 분해되거나 제거되지 않는 한계를 지닌다. 이 때문에 최근 이산화탄소를 폐기물이 아닌 폐자원의 관점에서 재활용하기 위한 기술인 'CCU'(이산화탄소 포집·재활용) 기술이 주목을 받고 있다.
CCU 기술에서 이산화탄소를 전기화학적 전환을 통해 유기화합물로 전환할 때 가장 시급히 극복해야 할 과제는 사용한 전기에너지 중 실제 화합물 생성에 소모된 에너지 비율인 '패러데이 효율'을 높이는 일이다.
연구팀은 공정이 단순한 전기화학적 도금증착법을 통해 은이 포함된 산화구리 전극 촉매를 나노크기로 가스확산층 위에 줄무늬 모양으로 제조했다. 이를 활용해 수용액 상에서 이산화탄소의 전기화학적 전환을 시도한 결과, 산화구리-은 줄무늬 전극 촉매는 34% 패러데이 효율을 나타냈다. 이는 산화구리 전극 촉매만을 사용했을 때에 비해 3배 이상 효율이 개선된 것이라고 연구팀은 설명했다.이재영 교수는 "이산화탄소를 100% 모두 에탄올로 전환 할 수 있다면 이산화탄소로 인한 환경 문제와 식량 및 에너지 고갈 문제를 동시에 해결하는 데 기여할 수 있을 것"이라며 "이번 성과는 이산화탄소를 미래 수송용 연료로 재활용할 수 있는 새로운 가능성을 연 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 촉매 분야 국제 학술지 'ACS 카탈리시스'(ACS Catalysis)에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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