포스텍이 한국에너지기술연구원과 공동연구를 통해 이산화탄소를 일산화탄소로 바꿀 수 있는 촉매를 개발했다.

김원배<사진> 포스텍 화학공학과 교수 등 연구팀은 최근 플라즈마 처리 기법을 활용해 금속산화물 표면에 산소 공공을 형성시켜 이산화탄소 전환반응에 대한 금속산화물 촉매 성능을 획기적으로 향상시켰다.

이산화탄소를 일산화탄소로 전환하기 위해서는 촉매의 성능이 중요하다.

이를 위해 촉매에 ‘산소 공공’을 도입하는 연구가 진행되고 있는데 기존 방법들은 합성 과정에서 불순물 발생, 긴 합성 시간, 산소 공공 제어의 어려움 등의 문제점이 있었다.

연구팀은 고도화된 표면처리 기술인 플라즈마 처리 기법을 활용해 간단하고 빠르게 촉매성능이 향상된 망간산화물 구조체를 만들었다.

이때 망간산화물 촉매에 존재하는 산소 공공은 아르곤 플라즈마 처리를 통해 증가하고, 산소 플라즈마 처리를 통해서는 감소한다.

연구팀은 산소 공공의 농도가 증가함에 따라 표면에 전자가 풍부하게 존재하는 촉매가 이산화탄소를 효과적으로 흡착하고, 전하 전달을 촉진해 일산화탄소로 빠르게 전환할 수 있음을 확인했다.

이런 성질을 활용하면 발전소나 제철소에서 배출하는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 바로 처리할 수도 있다.

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 것이다”고 말했다.