서울대 공대 연구팀이 이산화탄소(co2)를 높은 효율로 연료물질로 전환하는 시스템 개발에 성공했다. 이산화탄소를 연료로 전환해 지구온난화 문제를 해결해 줄 수 있는 획기적인 연구라는 평가다.
서울대 공대는 남기태 서울대 재료공학부 교수(왼쪽 사진) 연구팀이 구리 나노구조체를 이용해 이산화탄소로부터 연료물질인 에틸렌과 에탄을 고효율로 전환하는 시스템을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구팀에 따르면 이산화탄소에서 메탄까지만 전환할 수 있었던 기존 연구에 비해 에탄전환 효율을 약 8배 이상 향상시켰다. 그 동안 이산화탄소 전환 기술은 연료 물질에 비해 부가가치가 떨어지고 전환율이 낮아 상용화에 한계가 있었다.
연구팀은 구리 전극의 표면에 나노구조체를 형성해 고효율로 이산화탄소로부터 연료물질을 생산하는 기술을 개발했다. 나노구조체의 형태에 따라 생산 가능한 연료물질의 종류를 바꿀 수 있다는 것을 세계 최초로 확인하고 그 작동 원리를 규명했다. 평평한 구리 전극에 머리카락의 1만분의 1 정도 되는 나노사이즈 두께의 구멍을 몇 백만개 뚫어 탄소 반응을 8배 이상 끌어낸 것이다.
같은 면적의 구리에서 탄소를 더 많이 뽑아낼 수 있는 탓에 예전보다 더 활용도 높고 부가가치가 높은 물질을 얻을 수 있었다. 남 교수는 “이번에 개발한 구리 나노구조체 시스템으로 이산화탄소를 재활용하는 탄소순환 연구의 새로운 지평을 열었다”며 “일상생활과 산업 전반에 다양하게 존재하는 전자소재와 전기화학반응의 촉매로서 물 전기분해·연료전지·정밀화학 산업 등에 응용될 것“이라고 전했다. 남 교수와 공동 연구한 김성재 서울대 전기?정보공학부 교수(오른쪽 사진)는 “아직 작은 전극 실험에 성공한 단계”라며 “앞으로 대용량으로 활용할 수 있도록 산업체와 협의해 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.
이번 연구결과는 화학분야 세계 최고 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 12월 21일자 온라인판에 게재됐다.
김형규/황정환 기자 khk@hankyung.com
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