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이산화탄소 99% 순수 메탄연료로 바꾸는 광촉매 개발

2017-11-09기사 편집 2017-11-09 16:52:31

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첨부사진1광나노촉매를 이용한 수용액에서의 이산화탄소 변환 반응 개념도. 사진=KAIST 제공
KAIST는 송현준 화학과 교수 연구팀이 탄산수에 포함된 이산화탄소를 99% 순수한 메탄 연료로 바꿔주는 금속산화물 혼성 광나노촉매를 개발했다고 9일 밝혔다.

KAIST에 따르면 송 교수 연구팀은 선크림에 주로 사용되는 아연산화물 나노입자를 합성한 뒤 표면에 구리산화물을 단결정으로 성장시켜 콜로이드 형태의 아연-구리산화물 혼성 나노구조체를 제작했다. 이는 값싼 촉매 물질을 이용해 효율성을 크게 높인 화학에너지 저장방법을 구현했다는 의의를 갖는다. 특히 온난화의 주범으로 지목되는 이산화탄소를 태양광을 이용해 에너지와 환경 문제를 함께 해결할 수 있어 주목받고 있다.

송 교수는 "태양광을 이용한 이산화탄소의 직접 변환 반응의 상용화에는 많은 시간이 필요하다"며 "이번 연구처럼 나노 수준에서의 촉매 구조의 정밀한 조절은 광촉매 반응의 원리 연구에 큰 도움을 줄 것"이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 7일자 온라인 판에 게재됐다.

한편 태양광은 차세대 에너지원으로 주목받고 있지만 해가 떠 있는 동안에만 이용할 수 있고 발전량이 날씨에 따라 일정하지 않다는 한계가 있다. 태양광 에너지를 연료 등의 화학에너지로 직접 변환할 수 있다면 에너지 저장 및 이용에서의 문제점을 해결할 수 있다. 이와 달리 이산화탄소는 매우 안정적인 물질이기 때문에 다른 분자로의 변환이 어려워, 이를 극복하기 위해 효율과 선택성이 좋은 촉매가 필요했다고 연구팀은 덧붙였다.

조수연 기자





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첨부사진2송현준 KAIST 화학과 교수(왼쪽), 김진모 박사과정(가운데), 임찬규 박사과정(오른쪽) 사진=KAIST 제공

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