대경과기원, 이산화탄소로 ‘메탄·에탄’ 만든다

인수일 교수팀, 이산화티타늄에 그래핀 씌운 광촉매 개발

2018-08-13     조강희 기자

[한국에너지신문] 대구경북과학기술원 에너지공학전공 인수일 교수<사진> 연구팀이 이산화탄소를 메탄이나 에탄처럼 활용할 수 있는 에너지로 선택해 전환할 수 있는 광촉매를 개발하는 데 성공했다.

연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 & 인바이러멘탈 사이언스’에 지난달 19일 자 온라인판으로 게재됐다.

연구팀은 안정적이고 효율적인 방법으로 환원된 이산화티타늄에 그래핀을 씌워 이산화탄소를 메탄(CH4)이나 에탄(C2H6)으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발했다. 연

구팀이 개발한 광촉매는 기체상에서 이산화탄소를 선택적으로 메탄과 에탄으로 전환할 수 있으며, 메탄 및 에탄 생성량이 기존의 환원된 이산화티타늄 광촉매보다 높은 전환율을 나타냈다. 에탄 생성량의 경우 비슷한 실험 조건에서 세계 최고 효율을 나타냈다.

연구팀은 영국 임페리얼칼리지런던 화학과 제임스 듀란트 교수 연구팀과의 광전자분광학을 이용한 국제 공동연구를 통해 이산화티타늄과 그래핀 계면에서 보이는 밴드 굽힘 현상으로 인해 정공이 그래핀으로 움직인다는 사실도 최초로 증명했다. 

이번에 개발한 촉매 물질은 태양광을 이용해 선택적으로 더 높은 차수의 탄화수소계 물질을 생성해 고부가가치 물질 생산 등 다양한 분야에 응용할 수 있다. 지구온난화 문제 및 에너지자원 고갈 문제 해결에 활용할 수 있을 것으로 보인다.