온난화 주범 `이산화탄소`를 청정연료로 전환 촉매 개발

지구 온난화의 주범인 '이산화탄소'에서 청정연료를 생산하는 데 필요한 촉매 합성기술을 국내 연구진이 개발했다.

배종욱 성균관대 교수(사진) 연구팀은 균일한 다공성 산화알루미늄을 이용해 여러 성분이 혼합된 '혼성촉매'를 개발,이를 기반으로 이산화탄소를 다량 함유한 합성가스를 재활용해 청정연료를 생산할 수 있는 '디메틸에테르' 촉매 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

디메텔에테르는 셰일가스나 제철소에 발생하는 부생가스로부터 생산할 수 있는 청정 액체연료로 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 최근 들어 혼성촉매를 이용해 이산화탄소를 함유한 합성가스로부터 디메틸에테르를 직접 얻기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

연구팀은 증발유도자기결합법을 이용해 고온과 고압에서도 안정된 다공성 산화알루미늄 촉매를 개발, 나노구조의 촉매 합성기술 개발에 성공했다. 증발유도자기결합법은 균일한 미세 구멍 구조를 지닌 금속산화물을 합성하는 방법이다.

안정되고 균일한 다공성 산화알루미늄이 디메틸에테르를 합성하는 데 쓰이는 혼성촉매 중 수소화 반응에 이용되는 촉매인 구리를 미세 구멍 안에 고정시켜 굳는 소결 현상을 막아 촉매의 안전성을 향상시킬 수 있다고 연구팀은 설명했다. 특히 상용화된 알루미나를 이용한 촉매가 10시간이 지난 후부터 급격한 비활성이 나타났지만, 다공성 산화알루미늄을 이용한 촉매에서는 40시간 동안 안정된 활성을 보여줬다.

배종욱 교수는 "이산화탄소를 절감하면서 청정 대체에너지로 활용할 수 있는 디메틸에테르를 합성하는 데 널리 쓰이는 기술로 활용될 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 화학분야 세계적 학술지 '에이시에스 카탈리시스 저널(ACS Catalysis) 온라인판(7월 19일자)'에 실렸으며, 교육부의 이공학 개인기초연구지원사업과 미래부의 C1가스 리파이너리 사업의 지원을 받아 연구를 수행했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr