在韩国，能够将二氧化碳（CO2）转化为环保燃料的新型催化剂已经被开发出来。
韩国能源技术研究院（简称“能研院”）30日表示，该院氢能研究团Gu Kiyeong博士研究团队开发出了世界最高水平的逆水煤气变换反应用催化剂。
逆水煤气变换反应是一项将二氧化碳与氢气（H2）在反应器中反应，生成一氧化碳（CO）和水（H2O）的技术。
在这一过程中生成的一氧化碳可与剩余氢气混合转化为合成气，用作电子燃料（E-Fuel）等合成燃料或甲醇的原料，因此逆水煤气变换反应被认为有望在未来主导环保燃料产业，备受关注。
电子燃料是指利用以可再生能源为基础的电力生产的氢气，以及从空气中捕集的二氧化碳或来源于生物质的二氧化碳制成的燃料。它也被视为有望替代传统化石燃料的碳中和燃料。
逆水煤气变换反应在800摄氏度以上高温条件下进行时，二氧化碳转化率较高。出于同样原因，热稳定性高于其他金属的镍基催化剂被广泛采用。
但镍基催化剂在长时间暴露于高温时，其颗粒会发生团聚，导致催化活性下降；在低温环境下又会生成甲烷等副产物，从而降低一氧化碳的生产效率。
因此，围绕在低温环境下仍能保持高活性的催化剂开发、以降低工艺成本并提升效率的研究正持续展开。
研究团队也沿着这一研究方向，开发出了相对廉价且储量丰富的铜基催化剂，从而克服了既有催化剂的缺点。所开发的铜-镁-铁混合氧化物催化剂在高温（400摄氏度）环境下，一氧化碳的生成速度较商用铜催化剂快1.7倍，生成量高出1.5倍。
尤其是铜基催化剂与镍基催化剂不同，在400摄氏度以下的低温条件下可在不生成甲烷等副产物的情况下，仅选择性地产生一氧化碳。
不过，在400摄氏度环境下铜的热稳定性下降这一点被指出是其局限。为解决这一问题，研究团队构建了层状双金属氢氧化物结构。
层状双金属氢氧化物结构呈现为夹在薄金属层之间的水和阴离子的“三明治”形态，通过调节金属离子的种类和比例，可以获得多样的物理与化学特性。研究团队正是基于这一原理，将铁与镁混合，用以填充铜颗粒之间的空间，阻止颗粒团聚，从而提高了热稳定性。
研究团队开发的这一催化剂，使一氧化碳的生成速度较既有商用铜催化剂提升1.7倍以上，生成收率提升1.5倍以上。更为重要的是，与在低温下活性较高的铂等贵金属催化剂相比，该催化剂在一氧化碳生成速度方面高出2.2倍，在生成收率方面高出1.8倍。
Gu博士表示：“低温二氧化碳加氢催化技术是一项可利用廉价且储量丰富的金属高效生产一氧化碳的创新性成果，可直接用于可持续合成燃料的核心原料生产。研究团队将继续努力，使新开发的催化剂技术真正应用于工业现场，为实现碳中和以及可持续合成燃料生产技术的商业化作出贡献。”
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