대표적 온실가스인 이산화탄소는 화학적으로 매우 안정돼 있어 제거와 변환이 어렵다. 이산화탄소를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 이산화탄소 수소화 반응이 전세계 과학계로부터 주목을 받는 이유다.
국내 대학 연구진이 이산화탄소와 수소를 반응시켜 다양한 탄소 화합물들을 생성하는 복합 촉매 개발에 성공, 비상한 관심을 모으고 있다.
충남대 신소재공학과 김현유 교수팀과 한밭대 신기현 교수팀은 팔라듐과 마그네슘 산화물, 칼슘 산화물로 이뤄진 복합 촉매를 개발, 이산화탄소 수소화 반응의 새로운 촉매로 제시했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 전자밀도함수이론(Density functional theory, DFT) 기반 양자화학 계산을 활용해 수소를 활성화하는 팔라듐과 이산화탄소를 흡착할 수 있는 이중기능('Bifunctional)촉매를 디자인했다.
연구팀이 개발한 이 복합 촉매는 전해질과 전기에너지를 사용하지 않고도 이산화탄소의 직접적 수소화 반응을 가능하게 했다는 점에서 획기적인 성과를 평가받는다.
연구팀은 팔라듐-칼슘산화물 촉매는 일산화탄소와 메탄올을, 팔라듐-마그네슘산화물 촉매는 개미산과 메탄올을 생성한다는 것을 밝혀냈으며 이 같은 차이가 팔라듐과 산화물 사이 계면의 전자구조 차이에서 기인한다는 것을 증명했다.
연구 결과는 김현유 교수팀 최혁 박사, 최예정·김종석 석박사 통합과정생이 공동 제1 저자로 참여, 국제 학술지 '화학공학 저널(Chemical Engineering Journal'에 이달 1일 자로 실렸다.
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