이산화탄소 전환의 게임 체인저, 구리 나노 촉매의 비밀
이산화탄소 전환 효율을 높이는 구리 나노 촉매 개발 성공
AI 요약
아주대학교의 이준우 교수 공동 연구팀이 이산화탄소 전환 기술의 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있는 새로운 촉매 개발에 성공했습니다. 이 연구는 기후 변화와 탄소 중립 실현을 목표로 하는 친환경 에너지 전환 기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다. 이준우 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)를 포함한 국제 공동 연구팀은 구리 입자 전구체를 활용해 산성 환경에서도 안정적으로 이산화탄소의 전기화학적 환원을 통해 고부가가치 화합물을 생산할 수 있는 촉매를 개발했습니다. 해당 연구는 미국 예일대와 캐나다 토론토대와 협력하여 진행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 저명 학술지인 <미국 화학회지> 9월호에 게재되었습니다. 새로운 구리 입자 전구체는 기존 촉매의 낮은 내구성과 산성 환경에서의 불안정성을 극복했습니다. 구리 이온이 빠져나가면서 비활성화되는 문제점을 해결하고, 나노 입자로 변환되어 높은 밀도의 이산화탄소 전환 활성을 유지할 수 있습니다. 이로써 기존 시스템 대비 에너지 효율을 1.4배 향상시키는 성과를 얻었습니다. 전 세계적으로 기후 변화와 탄소 중립에 대한 관심이 높아지면서, 이산화탄소를 유용한 화합물로 전환하는 기술은 탄소 저감 그리고 에너지 전환 목표를 동시에 달성할 수 있는 잠재력을 가집니다. 연구팀의 이번 성과는 상업화를 위한 기술적 한계를 극복하는 데 중요한 진전을 이루었습니다. 또한, 친환경 기술을 통해 고부가가치 화학 물질을 생산하는 데 있어 중요한 역할을 할 것입니다. 앞으로 이 연구팀은 개발된 기술을 기반으로 석유화학 산업 전반에서 탄소 중립 실현과 부가가치 창출에 기여하고자 합니다. 이준우 교수는 "새로운 촉매 기술이 상업화되어 친환경 에너지 전환 기술의 발전을 이끌어갈 것"이라는 포부를 밝혔습니다. 이번 연구는 한국연구재단 세종과학펠로우십과 아주대학교 교내 연구비의 지원을 받아 수행되었습니다.
리간드 가지 수에 따른 구리 나노 입자 형성 모식도. 리간드 가지 수를 다르게 하여 구리 클러스터 전구체를 설계 및 합성하고, 그중 단일 리간드 전구체는 미세 구리 나노 입자 형성을 유도하여 이산화탄소 전환 반응 중 고밀도의 구리 활성 부위를 유지했다.