UNIST, 구리-알루미늄 합금 촉매
전류효율·밀도 등 높아 상용화 기여
전류효율·밀도 등 높아 상용화 기여
UNIST 제공
울산과학기술원(UNIST)은 권영국 교수(에너지화학공학과)팀이 김우열 한국에너지공과대 교수, 김형준 KAIST 교수 등과 함께 이산화탄소를 원료로 활용해 에틸렌을 생산하는 '구리-알루미늄 합금 촉매'를 개발했다고 24일 밝혔다.
에틸렌은 플라스틱, 각종 건축자재, 비닐, 합성고무 등의 원료 물질이다. 기존에는 석유나 천연가스를 고온 고압의 공정에서 정제·생산하기 때문에 많은 온실가스를 배출하는 문제가 있었다. 최근 기후위기에 따른 친환경 기술개발 요구가 대두되면서 신재생에너지와 직접 연계 가능한 전기화학적 이산화탄소 전환기술이 주목받고 있다.
연구팀은 산화구리알루미늄 나노시트에 산화구리 나노입자를 균일하게 올려 촉매 활성과 안정성을 높일 수 있는 구리-알루미늄 합금 촉매를 개발해 에틸렌 생산 가능성을 제시했다. 전극에 입힌 촉매에 전기를 흘려 주면 촉매 표면에서 이산화탄소가 전기화학적 반응을 통해 에틸렌으로 바뀌어 나오는 것으로, 촉매 두 성분이 각각 다른 단계의 촉매 반응을 나눠 분담해 에틸렌 합성 반응을 보다 빠르고 많이 발생하도록 구현한 것이다.
이 촉매는 지금껏 보고된 촉매 중 최고 수준인 82.4%의 전류 효율을 기록했고, 기술 상용화의 경제성을 판단하는 전류 밀도(단위시간당 생산할 수 있는 에틸렌의 양)도 제시된 평가 기준의 2배를 넘어섰다는 게 연구팀의 설명이다.
촉매 합성 방법도 간단해 친환경 에틸렌 생산 기술의 상용화를 앞당길 것으로 연구팀은 기대했다.
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