기후변화의 주범인 이산화탄소를 유용한 연료인 부탄올로 바꾸는 기술이 국내에서 개발됐다. 온실가스를 줄이는 동시에 에너지 수급에도 기여할 것으로 기대된다.
한국연구재단은 이효영 성균관대 교수 연구팀이 새로운 가시광 촉매를 활용해 이산화탄소로부터 고순도의 부탄올을 생산하는 데 성공했다고 18일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘응용 촉매 B: 환경과 에너지’에 지난달 3일 게재됐다.
부탄올은 4개의 탄소 사슬 구조를 가진 고부가가치 화합물이다. 연료는 물론 용매로도 사용할 수 있다. 이산화탄소를 탄소로 분해해 이 같은 물질을 만들어 낸다면 온실가스를 줄이는 동시에 연료도 생산하는 효과를 볼 수 있다.
하지만 이산화탄소를 포집, 활용, 저장하는 CCU 기술의 한계로 실제 응용에는 제약이 있는 상황이다. 특히 만들고자 하는 물질의 탄소 사슬이 길어질수록 제조에 드는 에너지와 비용이 높아지기 때문에 원하는 길이의 사슬을 선택적으로 만들 수 있는 기술이 필요하다.
연구팀은 이산화탄소 환원에 유망한 광촉매지만 불안정성으로 한계가 있는 산화세륨과 전하 분리 특성이 뛰어난 산화구리를 결합해 가시광 촉매를 만들었다. 가시광 촉매는 가시광선을 흡수해 화학 반응을 촉진해주는 물질이다. 연구팀은 이를 통해 이산화탄소를 부탄올로 만드는 반응을 효율화하고 최대 60%의 선택성으로 생산해내는 데 성공했다.
이 교수는 “광촉매 성능 향상을 위한 계면 효과를 이해하는 명확한 관점과 지속가능한 화학 생산을 위한 귀중한 통찰력을 제공한다”며 “온난화 주범인 이산화탄소를 고부가가치 화합물로 상품화함으로써 인류 난제를 해결할 수 있는 탄소 중립 실현에 한 걸음 다가갈 것으로 기대된다”고 말했다.
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