합성가스에서 합성연료를 만드는 기존 피셔-트롭시 합성용 촉매는 금속결정의 크기가 균일하지 않고 활성과 선택도가 떨어지고 부산물의 흡착으로 활성화된 금속 결정을 비활성화시킨다는 단점을 지니고 있었다.
연구팀은 다공성 탄소 지지체의 규칙적 기공구조에 균일한 크기의 코발트 나노 촉매를 고르게 분산시키는 방법으로 이 촉매를 개발했다.
이 촉매는 나노 촉매결정에 흡착한 반응물인 합성가스 및 올레핀 등이 나노 사이즈의 기공으로 인한 공간적 제약으로 재흡착 빈도가 매우 높아지면서 반응성이 획기적으로 증가하고 부산물인 물의 재흡착을 억제시켜 촉매의 활성을 오랫동안 유지하도록 고안됐다.
특히 제한된 반응공간에서도 생산성이 높게 유지되고, 매우 콤팩트하면서도 모듈화된 반응기를 이용, 육상이나 해상에서 이동하면서 합성석유 생산이 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다.
하경수 박사는 “해상에서 생산, 저장, 하역할 수 있는 설비가 갖춰진 해상 특수선박에 공장을 설치해 해상가스전에서 직접 합성석유를 제조하는 것이 가능할 것”이라며 “고효율 합성석유 제조기술이 성공적으로 개발돼 국내 원유 수입량의 10% 정도를 합성석유로 대체한다면, 연간 100억달러 정도의 에너지 수입 대체효과가 기대된다”고 말했다.
이번 연구성과는 영국 왕립화학회 학술지 케미컬 커뮤니케이션지 국제판 5월호 둘째주 논문으로 게재됐다.
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