‘원자 틈’ 이용 이산화탄소 에틸렌으로 바꾸는 효율 높여

KAIST, 성균관대·UNIST·부산대·버클리·칼텍과 공동 연구

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 온실가스인 이산화탄소를 에틸렌 등 화학산업 연료로 전환하는 기술 효율을 높이는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

강 교수 연구팀은 성균관대 정형모 교수, 울산과학기술원(UNIST) 권영국 교수, 부산대 김광호 교수, 미국 버클리대학교, 캘리포니아공과대학교(칼텍)와 공동 연구해 이산화탄소에서 에틸렌을 생성하는 비율을 80%까지 높였다.

온실가스 문제가 심각해지면서 구리화학 촉매를 이용해 이산화탄소를 에틸렌 등 탄화수소 계열 연료로 바꾸는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

구리 촉매의 반응 속도를 높이고 같은 양의 이산화탄소에서 더 많은 에틸렌을 생성하는 게 관건이다.

연구팀은 구리 결정면 사이에 1나노미터(㎚·10억분의 1m) 미만의 좁은 틈을 생성하자 촉매 반응이 기존보다 10배 이상 활발하게 일어나는 것을 확인했다.

이 틈에서 탄소-탄소 결합이 유도돼 이산화탄소가 에틸렌으로 변환하는 비율이 80%까지 높아졌다.

강정구 교수는 “구리 기반 촉매 소재에 간단한 공정 처리기술을 도입해 이산화탄소에서 고부가 화합물인 에틸렌을 효율적으로 생산하는 기술”이라며 “기후변화와 온실가스 문제 해결을 위한 핵심 대안기술이 될 것으로 전망한다”고 말했다.

연구 성과는 지난 10일 국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials) 표지 논문으로 실렸다.

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