온실가스인 이산화탄소를 포집해 활요하는 기술이 지구온난화 해결 방안 중 하나로 주목받는 가운데, 이산화탄소로부터 순도가 높은 부탄올 생산에 성공한 연구 결과가 발표됐다.


한국연구재단은 성균관대 이효영(사진) 교수 연구팀이 새로운 가시광촉매를 활용해 이산화탄소로부터 순도가 높은 부탄올을 생산하는 데 성공했다고 밝혔다. 부탄올은 냄새가 강한 무색의 가연성 액체다. 4개 탄소 사슬을 갖고 있으며, 용매나 연료로 사용할 수 있다. 가시광촉매는 가시광선 범위의 빛을 흡수해 화학 반응을 촉진하는 물질이다.

연구팀은 이산화탄소를 부탄올과 같은 자원으로 전환하는 광촉매 방법에 효율성과 선택성을 높일 수 있는 ‘결정면 엔지니어링’ 방법을 결합해 이산화탄소 분자로부터 탄소 사슬이 4개인 부탄올을 최대 60%의 선택성으로 생산하는 데 성공했다. 광촉매의 결정면 엔지니어링이란 표면 원자 배열에서 발생하는 독특한 결정면에 의존하는 특성을 활용해 성능을 향상시키는 방법이다.

연구팀은 이산화탄소 환원에 유망한 광촉매지만 불안정한 산화세륨(CeO₂)과 전하 분리 특성이 뛰어난 산화구리(Cu₂O)를 결합해 새로운 가시광촉매를 구성했다. 촉매 성능에 영향을 미치는 Cu₂O 결정면을 정밀 제어해 부탄올에 대한 선택성을 향상시켰다.

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이효영 교수는 이번 연구에 대해 “광촉매 성능 향상을 위한 계면 효과를 이해하는 명확한 관점과 지속가능한 화학 생산을 위한 통찰력을 제공한다”며 “온난화 주범인 이산화탄소를 고부가가치 화합물로 상품화함으로써 인류 난제를 해결할 수 있는 탄소 중립 실현에 한 걸음 다가갈 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 과학 저널 ‘응용 촉매 B: 환경과 에너지’에 지난달 온라인 게재됐다.

송은아 기자 sea@segye.com

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