[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 자동화 합성이 가능한 고안정성 나노 촉매를 개발했다.
한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 박지찬 박사 연구팀과 계산과학연구실 김병현 박사 연구팀이 온실가스를 수소나 일산화탄소 등 유용한 합성가스로 빠르고 안정적으로 처리 가능한 고성능 나노촉매를 개발했다고 27일 밝혔다.
연구진이 개발한 촉매는 메탄 건식개질 반응에서 일반 니켈 촉매보다 합성가스 생산성이 2배 높고 안정성은 16배 향상된 세슘(Cs)-니켈(Ni) 복합촉매다.
해당 촉매는 자동화 촉매 합성장치를 활용해 저가로 만들 수 있게 설계했으며 대량제조 시에도 동일한 성능을 유지하는 높은 재현성까지 갖췄다.
연구진은 자동화 합성장치에 니켈과 세슘이 포함된 두 종류의 금속염을 투입하고 알루미나 지지체에 용융 함침시켜 촉매를 만들었다. 이는 일반적인 습식 기반 촉매 합성법보다 훨씬 작고 균일한 활성 입자 성분의 분포를 가지는 특성을 보였다.
연구진이 개발한 촉매는 합성 시에 알칼리성 세슘 금속의 최적 도핑으로 인해 활성 입자 표면에 전자를 풍부하게 만들어 건식 개질 반응 중 탄소 침적현상 진행을 더디게 만들었다. 특히 기존과 차별화된 용융 함침 기반 자동화 합성 공정을 통해 만든 균일한 촉매에서 그 효과가 극대화됨을 확인했다.
박지찬 박사는 “이번 연구 결과가 온실가스를 대량으로 처리하기 위한 메탄 건식개질 반응에 필요한 촉매들을 신뢰성이 확보된 자동화 촉매 합성 시스템을 통해 우수한 성능으로 구현했다는 점에서 가치가 있다”며 “향후 기술의 고도화로 현재 한계에 부딪히고 있는 여러 촉매 반응에 필요한 촉매들의 자동화와 디지털화된 제조법 확장에 더욱 노력할 것”이라고 설명했다.
