포스텍-에너지기술연구원
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포스텍 화학공학과 김원배 교수·한현수 박사과정 연구원은 한국에너지기술연구원 서민호 박사·진송 박사과정 연구원과 함께 플라즈마 처리기법을 활용해 금속산화물 표면에 산소 공공(空孔)을 형성시켜 이산화탄소 전환반응에 대한 금속산화물 촉매 성능을 획기적으로 향상시켰다. 이 연구성과는 최근 국제 학술지 ‘나노에너지(Nano Energy)’에 게재됐다.
이산화탄소를 일산화탄소로 전환하기 위해 촉매 성능이 중요하다. 이를 위해 촉매에 ‘산소 공공’을 도입하는 연구가 필요한데, 기존 방법들은 합성과정에서 불순물 발생, 긴 합성시간, 산소 공공 제어에 어려움이 뒤따랐다.
산소 공공은 촉매재료의 결정 구조에서 산소원자나 이온이 빠져 비어버린 자리를 의미한다. 두 개의 전하를 가진 산소 음이온(O2-) 하나가 사라지면, 전기적 중성을 맞추기 위해 자유전자가 생성되게 되고 연구팀은 이런 산소 공공의 수가 많아지면 금속산화물 촉매 표면에 전자가 풍부해지는 특성을 이용했다.
김원배 교수는 “이번에 개발한 플라즈마 처리를 통해 산소 공공의 농도가 제어된 망간산화물 촉매는 이산화탄소를 산업적 활용성이 높은 일산화탄소로 선택적이고 고효율로 생산할 수 있다는 장점이 있다”며 “이산화탄소 전환용 금속산화물 전극 촉매 개발에 크게 기여할 것”이라고 말했다.
신동선 기자
ipda75@hanmail.net