UNIST, 온실가스로 수소 만드는 고효율 촉매 개발

허광무 입력 2020. 9. 8. 12:00
자동요약 기사 제목과 주요 문장을 기반으로 자동요약한 결과입니다.
전체 맥락을 이해하기 위해서는 본문 보기를 권장합니다.

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 온실가스를 수소로 변환시키는 고효율 촉매를 개발했다.

김건태 에너지화학공학과 교수팀은 온실가스인 메탄·이산화탄소로 수소·일산화탄소를 만드는 반응(메탄 건식 개질 반응)에 쓰이는 촉매 성능과 안정성을 강화하는 방법을 개발했다고 8일 밝혔다.

그동안 메탄 건식 개질 반응에는 니켈(Ni) 금속 복합체 촉매가 주로 쓰였다.

음성재생 설정
번역beta Translated by kaka i
글자크기 설정 파란원을 좌우로 움직이시면 글자크기가 변경 됩니다.

이 글자크기로 변경됩니다.

(예시) 가장 빠른 뉴스가 있고 다양한 정보, 쌍방향 소통이 숨쉬는 다음뉴스를 만나보세요. 다음뉴스는 국내외 주요이슈와 실시간 속보, 문화생활 및 다양한 분야의 뉴스를 입체적으로 전달하고 있습니다.

김건태 교수팀, 철 박막으로 촉매 성능·안정성 개선
극대화된 이온 위치 교환 현상 모식도 [울산과학기술원(UNIST) 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 허광무 기자 = 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 온실가스를 수소로 변환시키는 고효율 촉매를 개발했다.

김건태 에너지화학공학과 교수팀은 온실가스인 메탄·이산화탄소로 수소·일산화탄소를 만드는 반응(메탄 건식 개질 반응)에 쓰이는 촉매 성능과 안정성을 강화하는 방법을 개발했다고 8일 밝혔다.

그동안 메탄 건식 개질 반응에는 니켈(Ni) 금속 복합체 촉매가 주로 쓰였다. 그러나 이 촉매는 오래 쓰면 성능이 떨어지고 수명이 짧은 단점이 있다. 고온에서 촉매끼리 뭉치거나 반응이 반복되면 촉매 표면에 탄소가 쌓이기 때문이다.

연구진은 촉매 역할을 하는 핵심물질인 니켈이 표면으로 더 잘 올라오도록 하는 방법을 고안했다. 철(Fe)을 복합체 촉매 표면에 얇게 입힌 것이다.

니켈은 복합체 밖으로 나가려는 성질이 강하고 철은 안으로 들어가려는 성질이 강해, 두 물질이 자리를 바꾸게 되는 원리다.

새롭게 올라온 니켈 때문에 입자 간 뭉침이나 표면에 탄소가 쌓이는 현상이 억제되고, 밖으로 나온 니켈이 철과 결합해 반응성이 더 좋아지는 효과가 있었다.

메탄 건식 개질 반응에 쓰이는 촉매 성능과 안정성을 강화한 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 연구진. 왼쪽부터 성아림 연구원, 김건태 교수, 주상욱 연구원. [UNIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

실험에서 철 박막을 20회 반복해서 입혔을 때 촉매 단위 면적 당 약 400개가 넘는 나노 입자(철-니켈 합금)가 생겼고, 이 입자들은 니켈과 철로 이뤄져 촉매 반응성이 높았다.

새로운 나노 촉매를 사용한 메탄 변환 성능은 700도 온도에서 70% 이상 높은 변환 효율을 보였고, 안정성에서도 400시간 이상을 유지했다.

김 교수는 "기존 전극 촉매보다 변환 효율이 2배 이상 뛰어난 결과를 보였다"라면서 "개발한 촉매는 다양한 에너지 변환 기술 발전에 활용될 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이번 연구는 미국과학협회(AAAS)가 발행하는 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 8월 26일 온라인판에 게재됐다.

hkm@yna.co.kr

☞ 몸싸움 벌인 중년부부와 고등학생…이유 알고보니
☞ 60대 부부 숨진 채 발견…"남편의 몸통은 돌덩이에…"
☞ 17일간 아기 죽음 애도했던 범고래 다시 엄마 돼
☞ 사고 낸 음주운전자는 벌금형인데 동승자는 실형 법정구속
☞ "버스비 아끼려 1시간 반 걷던 딸" 제주 묻지마 강도살해 청원
☞ 남자 개그맨이 왜 자궁경부암 백신 광고에 나와?
☞ 류현진, MLB서 7번째로 '한 경기 3피홈런'…양키스에 7홈런 헌납
☞ 미셸 오바마 "남편 창밖으로 밀고 싶을때도"
☞ 북한에는 뛰어다니는 '하늘소'가 있다?
☞ 아들은 28년간 생일선물로 받은 위스키를 팔아 집 산다

▶연합뉴스 앱 지금 바로 다운받기~

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>

Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지

이 기사에 대해 어떻게 생각하시나요?