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[IT뉴스]이산화탄소를 '고순도 에탄올'로 전환하는 촉매

온카뱅크관리자

2026-07-27 13:47:30

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="yts18yvmLd">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ced8911dc8f1a14c6da0a7cbd8c5837bae966ff20384296a472e9244b84a46d5" dmcf-pid="WFOt6WTsne" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이효영 성균관대 화학과 교수, Kainat Talat 석박사통합과정생(제1저자), Silambarasan Perumal 박사후연구원(제1저자). 한국연구재단 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/dongascience/20260727133738930tfcv.png" data-org-width="680" dmcf-mid="x7AyBOmjMJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/dongascience/20260727133738930tfcv.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 이효영 성균관대 화학과 교수, Kainat Talat 석박사통합과정생(제1저자), Silambarasan Perumal 박사후연구원(제1저자). 한국연구재단 제공
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          <p contents-hash="fda84d6048ddb12ce74019a90afeb26130e5290cdf50a3b6a9bc8b8ab04164d8" dmcf-pid="Y3IFPYyOJR" dmcf-ptype="general">원치 않는 부산물 생성은 최소화하면서 이산화탄소를 고순도 에탄올로 전환할 수 있는 기술이 개발됐다. 에탄올은 재생 가능한 바이오 연료, 용매, 소독제 등으로 널리 쓰이는 고부가가치 화학물질이다. </p>
          <p contents-hash="5e270348d3b525517b5d26c9c4facea1e84a3fa87b0d50542f2afa5e56ae6756" dmcf-pid="G0C3QGWIRM" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 이효영 성균관대 화학과 교수 연구팀이 이산화탄소를 에탄올로 고효율 전환하는 단일 원자 이합체 전기촉매 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="e3a1bbb083d0afe8b8bfa151fd5c20893c7353a4ad9578196cbdf2df1936aca0" dmcf-pid="HP36kbqFex" dmcf-ptype="general">단일 원자 이합체 전기촉매는 금속 원자 2개가 나란히 짝을 이뤄 전기화학 반응을 돕는 촉매다. 원치 않는 부산물 생성은 줄이고 원하는 생성물을 선택적으로 생성하는 데 도움이 된다.</p>
          <p contents-hash="8652cde7c2121e3e95ecff84c226abbd5174a66a3278f6a890274e8d5339df9a" dmcf-pid="XQ0PEKB3RQ" dmcf-ptype="general">이산화탄소를 포집·활용해 고부가가치 화합물로 재탄생시키는 기술은 탄소중립의 핵심 열쇠다. 그러나 기존 촉매 기술은 반응 과정에서 여러 부산물을 만들어내기 때문에 고부가가치 화합물을 고순도로 추출하기 위한 대형 정제 설비와 추가 에너지가 필요하다. 이산화탄소 포집·활용의 상업적 경제성이 떨어지는 원인이다. </p>
          <p contents-hash="266e2f592dbf4ef353e2046e175956c3523fdaa1545534533a32990245140f9e" dmcf-pid="ZxpQD9b0LP" dmcf-ptype="general"> 부산물 분리 없이 고순도 화합물만 선택적으로 생산할 수 있는 이산화탄소 환원 촉매 기술이 필요하다는 점에서 연구팀은 뛰어난 전도성을 가진 N-도핑 그래핀 기판 위에 구리와 아연 금속 원자를 1개씩 짝지어 배치된 단일 원자 이합체 촉매를 개발했다. </p>
          <p contents-hash="98a0d974292273cfb792505c9881b1a697df0712fc5dc0302718c8bf902c9d94" dmcf-pid="5MUxw2Kpd6" dmcf-ptype="general">기존 단일 원자 촉매는 원자 활용도가 극대화된다는 장점이 있지만 원자 1개만으로는 이산화탄소를 복잡한 에탄올 분자로 바꾸기 어렵다. 연구팀이 개발한 단일 원자 이합체 촉매는 두 개의 인접한 금속 원자가 서로 협력해 반응을 촉진한다. 이산화탄소를 에탄올로 전환하는 데 가장 까다롭고 중요한 탄소 간 결합(C-C 결합) 반응을 효과적으로 촉진해 전환 효율을 극대화한다.</p>
          <p contents-hash="c409baf5575be163c440b554c4db3eb4849cdce86014ddf74257e14848b9c7bd" dmcf-pid="1RuMrV9UJ8" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 실험실 수준의 기본 테스트(3전극 방식)를 넘어 실제 산업 현장에서 사용하는 상업용 멤브레인 전극 조립체(MEA) 셀 시스템에 개발한 촉매를 적용해 성능을 검증했다. 멤브레인 전극 조립체는 2전극 시스템으로, 실험실 연구에 사용되는 3전극 시스템과 달리 응용 분야에 적합한 전기화학 장치 핵심 부품이다. </p>
          <p contents-hash="98bc5faa374c727c576baf08185fd7ef621f2a054184fea3af898fbab0bd073b" dmcf-pid="te7Rmf2ui4" dmcf-ptype="general"> 기존 촉매는 상업용 셀에 적용하면 성능이 급격히 떨어지는 한계가 있으나 개발된 촉매는 별도의 정제 공정 없이 지금까지 보고된 값 중 최고 수준인 69%의 에탄올 선택성을 기록했다. 생성된 물질 중 에탄올이 차지하는 비율이 69%에 달했다는 의미다. </p>
          <p contents-hash="38e5eed29269c8487456836be16b3597a8e6eb86f143d7d0981bd5fa4208e3ac" dmcf-pid="Fdzes4V7Jf" dmcf-ptype="general">이 교수는 “이번 연구는 실제 상업용 MEA 셀 환경에서 이산화탄소로부터 높은 선택성을 갖는 에탄올을 직접 생산할 가능성을 제시했다”며 “미래 친환경 산업으로의 응용 가능성을 열었다는 데 중요한 의의가 있다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 엔바이론멘탈 앤 에너지‘에 지난 1일 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="cf7bcb565a372962ab8704d5e92fed84d12625b5a4d397ffb8914f365e0d3d96" dmcf-pid="3JqdO8fzeV" dmcf-ptype="general">&lt;참고 자료&gt;<br> doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.127179</p>
          <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="0iBJI64qJ2" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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