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저탄소 연료생산을 위한 이산화탄소의 전해환원용 촉매 기술동향

전문가 제언: ○ 귀금속은 과전압이 낮기 때문에 이산화탄소를 환원시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이에 불구하고, 아직까지 효율적인 이산화탄소 환원 능력을 가진 저렴한 촉매 시스템은 개발되지 못하고 있다. 이산화탄소의 전기화학적 환원은 이산화탄소를 에너지 효율이 높은 제품으로 변환시킬 수 있다. 2014년 일리노이즈 대학의 Chicago 캠퍼스의 연구진은 폐 이산화탄소를 합성 가스로 변환시킬 수 있는 새로운 촉매를 합성했다. 합성 가스는 가솔린과 다른 에너지 제품의 선구물질인 것으로 알려졌다. 또 귀금속 촉매를 위한 유망한 비용 효율적인 대체물로서 이황화 몰리브덴을 제안하고 있다.

○ 2013년 영국의 Michele Aresta 등은 배출 탄소의 가치화를 위한 촉매의 보고에서 이산화탄소의 화학물질과 재료, 연료로의 전환과 이산화탄소의 기술적 이용을 발표하였다. 이산화탄소의 전환을 통해서 얻어질 수 있는 다양한 화학물질과 최신의 촉매 전환 방법에 관한 연구로서 전기에너지 생산과 효율 증대는 이산화탄소 배출감소에 기여할 수 있는 것으로 보고되었다.

○ 국내의 광주과학기술원에서는 2010년 비귀금속 나노 담지촉매를 이용한 Zero-gap 전해시스템의 개발 결과를 발표하였다. 이산화탄소를 전기화학적으로 처리해 Chloride 연료의 생산이 가능한 새로운 촉매 개발에 관한 내용이다. 비가역, 가역 전기화학 산화 환원 반응시 고효율로 전기에너지를 생산할 수 있는 최적의 촉매재료의 제조를 연구하였다. 또한 본 연구에서는 새로운 촉매의 반응 메커니즘을 규명하며, 지속성을 유지하기 위한 열화학적 내구성 연구도 수행하였다. 2012년 비귀금속인 철을 반응시켜 철/질소/카본을 산소환원반응의 활성점으로 하여 반응을 촉진시킨 연구도 수행 하였다.

○ 이산화탄소는 지구온난화를 초래하는 대표적인 온실가스로서 배출량이 규제되고 감소되어야 한다. 하지만 지금과 같이 화석연료를 사용하여 에너지를 이용하는 방식을 탈피하지 못하면 배출량을 줄일 수 없다. 특히 화석 연료중의 다량의 이산화탄소를 발생시키는 석탄의 사용은 날이 갈수록 규제될 것으로 추측된다.

저자: Jinli Qiao, et al,
자료유형: 니즈학술정보