UNIST연구진, 메탄·이산화탄소 반응시켜 수소 얻는 촉매 기술 개발

	▲ 오진경 연구원(왼쪽)과 김건태 교수. 울산과학기술원 제공.

	▲ 주상욱 연구원. 울산과학기술원 제공.

	▲ 삼상촉매의 전자현미경 SEM 사진 및 반응성 비교. 울산과학기술원 제공.

	▲ 표면에 삼상 나노입자가 돋아난 촉매의 성능. 울산과학기술원 제공.

이산화탄소와 메탄을 반응시켜 수소를 생산하는 새로운 촉매가 개발됐다. 온실가스를 분해해 친환경 연료를 생산하는 1석 2조 기술로 주목 받고 있다.



울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학부 김건태 교수팀이 성능과 안정성이 뛰어난 메탄 건식 개질 반응용 촉매를 개발했다고 10일 밝혔다.

메탄 건식 개질 반응은 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 화학 반응시켜 수소와 공업 원료인 일산화탄소를 생산하는 기술이다. 화학 반응에 소모되는 에너지를 줄이기 위해 촉매를 쓴다.



연구팀이 개발한 촉매는 삼상(ternary) 합금 나노 입자가 촉매 표면에 돋아난 형태다.



합금 나노 입자에는 코발트, 니켈, 철 등 금속 원소 3개가 섞여 있어 기존 촉매보다 메탄 분해 반응을 더 잘 촉진한다.



이는 철이 첨가되면서 나타난 합금 나노 입자의 전자 구조 변화가 메탄의 화학 결합을 더 느슨하게 만들기 때문이라고 연구팀은 설명했다.



연구진이 개발한 촉매를 쓰면 초당 변환되는 메탄 분자의 수가 단상 촉매보다 약 84.8% 증가했다. 또 750도에서 약 350시간 이상 잘 작동하는 안정성을 보였다.



김건태 교수는 “메탄 건식 개질 반응을 통해 안정적으로 합성 가스와 수소를 생산하려면 촉매의 활성과 안정성이 뒷받침돼야 한다”며 “두 가지 조건을 동시에 만족하는 촉매 물질을 개발한 이번 연구가 메탄 건식 개질 상용화에 기여할 것”이라고 말했다.



이번 연구는 포항공대 화학공학과 한정우 교수도 함께 참여했다.

연구 결과는 화학분야 세계적 권위지인 ‘앙게반테 케미’(Angewandte Chemie International Edition) 5월 7일일자로 온라인 공개돼 정식출판을 앞두고 있다.