햇빛 이용한 제로에너지 메탄올 합성 공정 개발
상온에서의 메탄 활성화 공정 실마리 찾아
□ 태양에너지를 이용해 지속적인 에너지 소비 없이 상온에서 메탄을 화학원료 등으로 널리 쓰이는 유용물질인 메탄올로 바꿀 수 있는 공정이 소개됐다.
○ 메탄은 천연가스와 셰일가스의 주성분이면서 동시에 기후변화를 일으키는 기체로, 메탄을 고부가가치 화학물질로 전환하는 공정은 지속가능한 발전을 위해 필요하다.
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 문준혁 교수(서강대학교) 연구팀이 전기화학적 촉매를 이용해 상온에서 메탄을 산화하여 메탄올로 전환하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
□ 연구팀은 산화에 사용되는 산소를 저장하고 운반하는 데 유리한 구리산화물과 세륨산화물이 혼합된 전이금속 산화물을 촉매로 이용하고, 산화반응을 촉진할 수 있는 전압을 촉매에 인가하여, 상온에서도 메탄의 전환반응을 유도하였다.
○ 이를 통해 상온에서 기존 화학촉매의 전환율을 넘어서는 메탄-메탄올 전환율과 80%가 넘는 메탄올 선택도를 달성했다.
□ 특히, 연구팀은 전압을 인가하는 데 있어 태양전지를 연결하여 외부전원 공급 없이도 메탄 전환이 가능한 제로에너지 화학공정을 제시하였다.
○ 기존에는 메탄을 산화하기 위해 고온의 촉매반응을 이용했는데, 이 경우 큰 에너지와 대규모 공정이 필요한 것은 물론 다양한 부산물이 생성되는 한계가 있었다.
□ 연구팀은 메탄의 화학적 전환에 있어 굴뚝산업으로 여겨지던 화학공정 대신 지속가능한 친환경 공정으로 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 C1가스리파이너리 사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에이씨에스 에너지 레터스(ACS Energy Letters)’에 2월 15일 게재되었다.
