UNIST, ‘수계 금속-이산화탄소 시스템’ 촉매 단가 10분의 1로 낮춰
이산화탄소를 줄이면서 수소와 전기까지 생산할 수 있는 값싼 촉매가 개발됐다.
김건태·백종범 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수 공동 연구팀은 루테늄 금속과 탄소 화합물을 촉매로 사용해 기존보다 저렴하게 수소와 전기를 만들 수 있는 ‘수계 금속-이산화탄소 시스템’을 개발했다고 16일 밝혔다.
수계 금속-이산화탄소 시스템은 물에 녹은 이산화탄소를 원료로 사용해 수소를 생산하는 시스템이다. 이산화탄소가 물에 녹으면 수소 이온이 발생하는데, 이 수소 이온이 전자를 얻는 화학반응을 유도하면 전기와 수소를 얻는 원리다. 이 시스템은 이산화탄소를 줄이고 자원까지 얻을 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다.
수소 이온의 화학반응을 유도하려면 귀금속인 백금 촉매가 필요하다. 결국 수소와 전기의 생산 비용이 높아진다는 점이 상용화의 걸림돌이 돼 왔다.
공동 연구팀은 백금을 대체할 수 있는 값싼 루테늄 금속과 탄소 화합물 촉매를 개발했다. 이 촉매는 백금 촉매와 비슷한 수준의 성능(활성도)을 보였고, 1000시간의 오랜 화학반응에도 물질이 변질되지 않을 만큼 높은 안정성을 보였다.
연구팀은 "이번에 개발된 촉매는 기존 백금 촉매보다 단가가 10분의 1 수준에 불과하기 때문에 수계 금속-이산화탄소 시스템의 상용화를 앞당길 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 재료 분야 국제 학술지 ‘재료화학회지(Journal of Materials Chemistry)’에 표지논문으로 선정돼 5월 29일자로 게재됐다.