고려대, 서울시립대와 고효율 메탄 전환 촉매 개발

[이데일리 강민구 기자] 고려대는 문준혁 화공생명공학과 교수 연구팀이 유종석 서울시립대 교수 연구팀과 상온에서도 높은 효율로 메탄을 에탄올로 바꾸는 전기화학촉매를 개발했다고 3일 밝혔다.

문준혁 고려대 교수.(사진=고려대)

메탄은 이산화탄소보다 21배 강력한 온실가스로 우리나라에서 메탄의 주요 배출원은 농업과 축산업이다. 이러한 메탄을 처리하려면 고온 반응으로 대규모 시설이 필요해 처리하기 어려웠다.

연구팀은 전기화학 촉매를 이용해 상온에서 메탄을 에탄올로 바꾸는데 성공했다. 연구팀은 탄산이온 용액에 포함된 산화철 촉매에 전압을 인가하는 경우 탄산이온이 분해돼 촉매표면에 활성 산소가 형성되고, 이 활성산소로 메탄이 쉽게 산화된다는 것을 확인했다.

연구팀은 또 산소 결합을 촉진하는 친산소성 지르코니움 원소를 도입해 촉매 활성을 극대화했다. 연구팀은 상온에서 91%의 높은 에탄올 선택도를 달성해 최근 알려진 액상 메탄·알코올 촉매 전환 결과를 넘었다.

문준혁 교수는 “전기화학적 메탄 전환기술은 상온 반응에 의해 반응기를 소형화하고, 태양전지와 같은 친환경에너지를 활용할 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 에너지 환경 공학·촉매 분야 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’에 지난해 12월 30일자에 게재됐다.