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  • 기사등록 2017-09-08 15:32:46
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미국 연구진이 비싼 희토류 대신 저렴한 나노복합물로 CO₂(이산화탄소)를 화학제품 원료인 CO(일산화탄소)로 전환할 수 있는 기술을 개발했다.

노스캐롤라이나 주립대학(North Carolina State University)의 Junshe Zhang 연구진은 수소를 제조하는 공정과 CO₂를 분리해서 CO를 만드는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 최근 밝혔다.

물-분리 공정(water-splitting process)은 물의 90%를 수소로 변환시키고 CO₂를 CO로 98% 이상 변환시킨다. 또한 산소를 사용해서 메탄을 합성 가스로 변환시키는데 합성 가스는 연료와 기타 제품을 만드는데 사용된다.

기존에는 이러한 공정에 비싼 희토류 물질이 사용됐으나 연구진은 화학적으로 불활성인 산화칼슘 또는 산화망간 속에 스트론튬 페라이트(strontium ferrite) 나노복합물을 분산시켰다. 연구진은 철이 도핑된 바륨 망간 산화물 입자를 만들었는데 증기 형태의 물이 입자층의 위로 통과하면 바륨 망간 산화물이 물 분자를 분리해서 산소 원자를 포획함으로써 순수한 수소만 남긴다.

또한 이전의 CO₂ 전환 기술은 CO₂의 90% 이하가 CO로 전환되는데 불과해 효율성이 떨어졌으나 연구진은 이를 개선했다. CO는 고분자에서부터 아세트산까지 다양한 화학제품을 만드는데 사용될 수 있는 유용한 물질이다.

연구진 관계자는 “이번 연구는 비교적 저렴한 재료를 사용해서 CO₂와 메탄을 가치 있는 원료인 CO와 합성가스를 생산할 수 있게 하는데 의의가 있다”며 “향후에는 더 효율적인 재료와 대량 생산이 가능한 프로세스를 개발할 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구결과는 저널 Science Advances와 저널 ChemSusChem에 게재됐다.

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