온실가스 분해해 수소 생산 '효율 2배 높였다'

극대화된 이온 위치 교환 현상 모식도

[아시아경제 황준호 기자] 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 분해해 고부가가치인 수소로 바꿔주는 촉매의 효율을 2배 높인 기술이 개발됐다. 김건태 울산과학기술원 에너지화학공학과 교수의 연구팀은 메탄과 이산화탄소로 수소와 일산화탄소를 만드는 반응(메탄 건식 개질 반응)에 쓰이는 촉매의 성능과 안정성을 강화하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

연구팀은 메탄 건식 개질 반응에 쓰이는 니켈 (Ni) 금속 복합체 촉매에 철을 입혀 메탄 변환 효율을 높이는 기술을 개발했다. 니켈은 복합체 밖으로 나가려는 성질이 강하고, 철은 안으로 들어가려는 성질이 있는데, 이를 이용해 입자간 뭉침이나 탄소가 쌓이는 것을 막는 기술이다. 니켈과 철의 결합을 통해 반응성도 개선된다.

연구팀은 새로운 나노 촉매를 사용해 700℃에서 70%이상 높은 메탄 변환효율을 보였다고 밝혔다. 400시간 이상을 성능을 유지하는 등 안정성도 확보됐다고 설명했다.

공동 제1저자인 성아림 에너지공학과 석박사통합과정 연구원은 "철 박막을 20회 반복해서 입혔을 때 촉매 단위 면적 당 약 400 개가 넘는 나노 입자(철-니켈 합금)가 생겼고, 이 입자들은 니켈과 철로 이뤄져 촉매 반응성이 높다"고 말했다.

김건태 교수는 "이는 기존 전극 촉매 보다 변환 효율이 2배 이상 뛰어난 것"이라며 "개발된 촉매는 다양한 에너지 변환 기술 분야에 쓰일 것"이라고 기대했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr