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액체 매질 속에서 H2, CO 비가 제어되는 합성가스의 생산 방법 및 장치

전문가 제언: ○ 지구온난화가 문제된 후로 CO2를 유용한 자원으로 사용하려는 노력이 많이 이루어지고 있다. CO2의 환원은 가장 바람직한 방향이지만 일반적인 방법은 에너지가 많이 드는 공정이어서 기술적으로 개발이 되더라도 제품에 대해 더 큰 부가가치가 생성되기 전에는 실현 가능성이 매우 적다고 할 수 있다. 전기분해 환원은 그 중에도 가장 에너지 소모가 적어서 CO2 환원기술에의 희망을 유지시켜주는 공정이다.

○ 이 발명은 전기분해 방식으로 CO2를 물과 함께 환원시켜 합성가스라는 CO와 H2를 생산해내기 위한 공정으로 공정 변수를 조절하여 제품인 CO와 H2를 일정한 비율로 조절 생산할 수 있도록 하는 방법과 이를 수행하기 위한 장치에 대한 발명으로 H2/CO 비율에 따른 맞춤 생산 기술이라 할 수 있으며, 생성 제품이 분리 정제 과정을 거치지 않아도 된다는 것은 공업적으로 그 효용 가치가 매우 큰 장점을 갖는다.

○ CO2의 환원을 위한 전해조에 쓰인 촉매는 Ru을 포함하는 금속 폴리피리딜 착화합물로 소위 말하는 유기금속촉매의 일종이라 생각된다. 유기금속촉매는 일반적으로 전이금속과 유기화합물이 착화합물을 형성하고 1950년대에 고분자 중합반응에서 입체선택성 중합을 이루는 것이 발견된 이후 중합반응에 적용하기 위해 비약적으로 발전했던 촉매이다.

○ 유기금속화합물은 일반적으로 활성이 높아 비교적 저온에서도 사용 가능하며 부반응을 억제하는데 유리하고 대개는 균일계 촉매로 활동하며 불균일 촉매에 비하여 생성물의 선택성이 높은 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 촉매를 전기분해에 적용하여 H2 및 CO에 대한 높은 선택도를 얻을 수 있었던 것은 매우 획기적인 일로 생각된다.
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○ 출원자는 미국 노스캐롤라이나 대학으로 명세서는 아주 자세하고 방대하게 세밀한 부분까지 잘 설명하고 있다. 더구나 관련 정보들에 대한 언급이 잘 돼 있어서 참고자료로 유용하게 쓰일 수 있다. 전기분해에 의한 CO2의 환원은 매우 유망한 기술이고 날로 발전하고 있다. 우리나라 관련 연구자들도 유기금속촉매의 적용을 검토할 필요가 있다.

저자: THE UNIVERSITY OF NORTH CAROLINA AT CHAPEL HILL
자료유형: 니즈특허정보