국내 연구진이 이산화탄소와 메탄 등 기후 변화를 일으키는 주요 온실가스의 자원화 가능성을 확인했다.

한국연구재단은 연세대학교 노현석 교수 연구팀이 이산화탄소 포집 및 활용에 필요한 고성능 니켈 촉매의 메커니즘을 규명했다고 26일 밝혔다.

지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출량을 줄이고 유용한 자원으로 재활용하기 위한 연구가 전

세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 하지만 대표적인 온실가스인 이산화탄소의 경우 구조적으로 안정되어 있어 화학적 전환이 어렵고, 대부분 고온에서 화학 반응이 진행되는 만큼 촉매의 안전성 확보가 어려웠다.

연구팀은 고성능 이산화탄소 반응용 촉매를 개발하기 위해 우선 촉매의 구성물질인 니켈(Ni), 마그네시아(MgO), 세리아(CeO2)와 지르코니아(ZrO2)가 촉매의 성능에 어떤 영향을 미치는지 연구했다.

이들의 구성 비율에 따라 촉매의 특성이 어떻게 달라지는지 메커니즘을 밝히는 연구는 결과적으로 경제적이고 안정화된 니켈 촉매 개발의 길을 열었다.

연구팀은 촉매의 성능에 영향을 미치는 주요 인자가 활성 물질인 니켈(Ni)의 입자 크기라는 사실을 입증했다. 또한 세리아(CeO2)의 함량이 높아질수록 촉매 구성 물질 간의 상호작용이 강화되어 촉매 반응에 유리한 나노 수준의 작은 니켈 입자가 형성된다는 사실도 확인했다.

연구 결과는 화학분야 권위지 그린 케미스트리(Green Chemistry) 3월호에 논문으로 게재됐다.

노현석 교수는 “Ni, MgO, CeO2, ZrO2로 구성된 이산화탄소 촉매의 중요 메커니즘을 규명함으로써 이산화탄소 개질 반응을 통해 생산할 수 있는 고부가가치 화학물질 생산 공정의 상용화 가능성을 확인했다”라며 “발전소와 제철소 등에서 배출되는 이산화탄소 자원화를 위해 촉매와 반응기 등의 실용화를 위한 연구를 지속해서 진행할 것”이라고 후속 연구계획을 밝혔다.