아주대 연구팀, 스탠퍼드대와 '친환경적 탄소 자원화' 기술 공동 개발 작성일 04-29 18 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">이산화탄소(CO2) → 고부가가치 화학원료로 전환 가능</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="UVe4GI71Y7"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7b08c007b0e2543f7b5d467ed58cabe672f8fe6c3b7f31b6d9c2945ad80684cc" dmcf-pid="ufd8HCztGu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이산화탄소(CO2)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 새로운 촉매 전극과 그 성능을 보여주는 이미지. ⓒ아주대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/29/dailian/20260429152510412vpad.png" data-org-width="700" dmcf-mid="p6YCR2cn1z" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/29/dailian/20260429152510412vpad.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이산화탄소(CO2)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 새로운 촉매 전극과 그 성능을 보여주는 이미지. ⓒ아주대 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ce2954da1fb8b77818cf533dc51a5564b867ec1219ddec231e15919854b1bd85" dmcf-pid="74J6XhqFZU" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 대표적 온실가스인 이산화탄소를 유용한 자원으로 전환할 수 있는 고성능의 비귀금속 촉매를 개발했다. 고가의 귀금속 없이도 높은 반응 효율과 내구성을 갖춰 이산화탄소 자원화 기술의 상용화 가능성을 한 단계 끌어올렸다는 평가다.</p> <p contents-hash="eaf0bee3c557d93173f2c94b1101124aa01eca120f983c59eb16d4a7aa536e66" dmcf-pid="z8iPZlB3Xp" dmcf-ptype="general">29일 아주대학교는 조인선 교수(첨단신소재공학과·대학원 에너지시스템학과) 연구팀이 구리 산화물(CuO)과 주석 산화물(SnO2)을 결합한 헤테로 계면 기반 전극을 개발해, 전기화학적 이산화탄소(CO2) 전환 반응에서 우수한 성능을 구현했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="b4babfe5fb4aab59ae8b43b4016aa842b7778a2cf21bc19a540974a67b1eb630" dmcf-pid="q6nQ5Sb0H0" dmcf-ptype="general">이번 연구는 아주대를 중심으로 미국 스탠퍼드대·한국화학연구원과의 국제 공동연구로 수행됐다. 제1저자인 아주대 아루무감 시바난탐(Arumugam Sivanantham) 박사는 촉매 합성 및 전기화학 성능 평가 전반을 주도했고, 제2저자인 사마드한 캅세(Samadhan Kapse) 박사는 촉매반응 기구 계산 연구를 수행했다. 스탠퍼드대에서는 이산화탄소(CO2) 전환용 MEA 시스템 설계 및 검증을 지원했다. 한국화학연구원 한길상 박사는 교신저자로서 소재 특성 분석을 지원해 연구의 완성도를 높였다.</p> <p contents-hash="aed5039af6f20bbe4e91c1531ff770f33eb60c8d29c1f5a79fdb122633846d19" dmcf-pid="BPLx1vKp53" dmcf-ptype="general">최근 기후 위기 대응을 위해 이산화탄소(CO2)와 같은 온실가스의 배출량을 줄이고, 남은 탄소는 제거하거나 흡수하는 ‘탄소중립’이 전 지구적 과제로 인식되고 있다. 이에 산업 배기가스나 대기 중의 이산화탄소(CO2)를 유용한 고부가가치 물질로 바꾸는 '탄소 자원화' 기술이 주목받고 있다. 이산화탄소(CO2)를 여러 공정을 통해 플라스틱이나 시멘트, 콘크리트 등으로 활용할 수 있기 때문이다.</p> <p contents-hash="722eb0271c968958cd7b32c00b25f70ce636ac6f6e021abbae0bb5f0bd26e6db" dmcf-pid="b1qFDLyO5F" dmcf-ptype="general">'탄소 자원화'를 위한 여러 기술 중 하나인 전기화학적 이산화탄소 환원기술은 재생에너지로부터 만들어진 전기를 활용해 온실가스인 이산화탄소를 일산화탄소(CO)를 비롯한 고부가가치의 기초 화학 원료로 전환할 수 있다. 그러나 아직 이 기술은 상용화되지 못하고 있다. 기존에 활용돼 온 전극은 금(Au)·은(Ag) 등 고가의 귀금속 촉매에 의존해야 했고, 촉매의 상용화를 위해 꼭 필요한 반응 선택성과 장기 안정성에도 한계가 있었기 때문이다.</p> <p contents-hash="f340786666572f1b40d82ddb41963c973cf7825c36dd2e22f5615f2cf35df9bf" dmcf-pid="9Fb0rgYC11" dmcf-ptype="general">아주대 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 1300°C 이상 초고온 화염 기반의 고속 합성 공정을 활용해 구리 산화물(CuO) 나노와이어 표면에 주석 산화물(SnO2) 나노클러스터를 계면을 정밀하게 설계하는 전략을 적용했다.</p> <p contents-hash="9e6279702129040197bc36ca7d861a78eb8d4cbed5966e1ff9a0134e066136ca" dmcf-pid="23KpmaGh55" dmcf-ptype="general">이 공정은 단 10초 만에 완료되며, 그 과정에서 표면 재구성이 일어나 Cu⁺ 이온과 산소 공공(결함)이 풍부한 CuO/SnO2 헤테로 계면이 형성된다. 이 계면은 이산화탄소(CO2) 흡착을 강화하고 핵심 반응 중간체(*COOH/*CO)를 안정화해 일산화탄소(CO) 생성 선택성을 크게 높이는 동시에, 경쟁 반응인 수소 발생 반응(HER)을 효과적으로 억제한다.</p> <p contents-hash="0309b33425ff6175e98de2704fde97bfb9e23398ffc9218e8c0220614868a02c" dmcf-pid="V09UsNHlXZ" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 전략을 실제 산업계에서의 환경과 가까운 조건에서 입증해내는 데에도 성공했다. 실제 이산화탄소(CO2) 전환 장치에 사용되는 제로-갭(Zero-gap) 구조의 막전극접합체(MEA) 셀을 이용해 고전류 조건에서 실험을 진행한 것.</p> <p contents-hash="7edb4dba4c49b00fca9936daad8474bfaf2847408a0046457527922b584aa0fe" dmcf-pid="fp2uOjXSXX" dmcf-ptype="general">이러한 조건에서 개발된 전극은 최대 92%의 CO 선택도를 기록했으며 350시간 이상 안정적인 장기 구동에도 성공했다. 이는 기존 촉매의 낮은 내구성 문제를 극복한 것으로, 이산화탄소(CO2) 자원화 기술의 실질적인 상용화 가능성을 보여준 사례로 평가된다.</p> <p contents-hash="ad02f8f39bd5793320bf4a5a0ecca4835bf0e682737c6d8b255977ae0f1df08e" dmcf-pid="8ufzCc5TXG" dmcf-ptype="general">아주대 조인선 교수는 "화염 합성 기반의 헤테로계면 및 결함 공학이 비귀금속 촉매의 성능 한계를 돌파하는 효과적인 설계 원리임을 실증한 연구"라며 "상용 시스템에서 350시간 이상의 안정적 구동을 확인함으로써, 향후 대규모 탄소 자원화 공정으로의 실질적인 적용 가능성을 제시했다는 데 의의가 있다"고 말했다.</p> <p contents-hash="eaf1ac6165d72f4d436ac55e6cdff0b074484546d91370a02870072b585b0010" dmcf-pid="674qhk1yZY" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 '고선택성 전기화학적 이산화탄소 환원을 위한 맞춤형 이종계면 및 결함이 풍부한 CuO/SnO2 하이브리드 나노와이어 전기촉매(Defect-rich CuO/SnO2 hybrid nanowires with tailored heterointerfaces for selective electrochemical CO2 reduction)'라는 논문으로 에너지·촉매·환경 분야 저명 국제 학술지 <어플라이드 캐탈리시스 B: 환경과 에너지(Applied Catalysis B: Environment and Energy)> 4월호에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 데일리안. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "삼성이 베꼈다"...美 기업, 뒤늦은 특허로 '갤럭시 폴더블' 저격 04-29 다음 대한체육회, '모두가 즐기는 스포츠' 캠페인 동참... 유승민 회장 "스포츠7330 캠페인 참여 동참 부탁드린다" 04-29 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
