탄산수에 포함된 이산화탄소, 순수한 메탄으로 바꿔주는 촉매가 있다?

한국과학기술원(KAIST)은 화학과 송현준 교수 연구팀이 탄산수에 포함된 이산화탄소를 99％ 순수한 메탄 연료로 바꿔주는 금속산화물 혼성 광나노촉매를 개발했다고 밝힌 바 있다.

광나노촉매를 이용한 수용액에서의 이산화탄소 변환 반응 개념도 [KAIST 제공=연합뉴스]

태양광은 차세대 에너지원으로 주목받으나, 해가 떠 있는 동안에만 에너지를 저장할 수 있다는 한계가 있다.

태양광 에너지를 연료 등 화학에너지로 직접 변환할 수 있다면 이런 문제점을 해결할 수 있다.

이 때문에 학계에선 온난화 주범으로 지목되는 이산화탄소를 태양광을 이용해 변환하는 기술 연구가 활발하게 진행 중이다.

매우 안정적인 물질인 이산화탄소는 다른 분자로 변환하기 어려워 효율과 선택성 좋은 촉매를 개발하는 게 연구의 핵심이다.

송현준 교수 연구팀은 선크림에 주로 사용되는 아연산화물 나노입자를 합성하고서 표면에 구리산화물을 성장시켜 나노 구조체를 만들었다.

구리산화물은 빛을 받으면 높은 에너지를 가진 전자를 생성하는데, 이는 탄산수에 녹은 이산화탄소를 메탄으로 바꿔주는 역할을 한다.

송 교수 연구팀은 나노 화학 합성 방법을 이용해 촉매 입자 구조를 일정하게 조절하고 높은 표면적을 유지했다.

그랬더니 기존 촉매보다 수용액에서의 이산화탄소 변환 활성이 수백 배 증가했다.