화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀, 

상온에서 메탄을 알코올로 전환하는 촉매 기술 개발

- 이종접합 나노로드를 이용한 고효율 메탄-알코올 전환 촉매기술 -

- 촉매/환경 분야 최상위 학술지 「Applied Catalysis B : Environmental」 논문 게재 -

▲ (위 왼쪽부터) 문준혁 교수, 김철호 박사

(아래 왼쪽부터) 민희원 석·박사통합과정생, 김준민 석사과정생 

화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀(제1저자: 김철호 박사, 제2저자: 민희원 석·박사통합과정생, 제3저자: 김준민 석사과정생, 교신저자: 문준혁 교수)은 상온에서도 고효율로 메탄을 알코올로 전환하는 기술 개발에 성공했다.

메탄은 천연가스의 주성분이자 기후변화를 일으키는 온실가스로, 메탄을 유용물질로 화학적으로 전환하는 기술의 필요성은 시급하며, 그 파급효과가 크다. 그러나 매우 안정한 물질인 메탄은 기존에는 고온에서 산화촉매를 이용해야 처리할 수 있었다.

연구팀은 전기화학적 방법을 이용하여 상온에서 메탄을 알코올로 전환했으며, 특히 ‘나노막대’와 ‘이종구조’를 활용하였다. 나노막대의 일방향 형태상의 특징과 이종구조에 의해 형성되는 내부전위는 전하를 빠르게 이동시켜 전기화학적 산화를 촉진한다. 연구팀은 이와 같은 이종구조 나노막대 촉매를 이용하여 높은 효율로 메탄을 에탄올로 전환하는 데 성공하였다.

▲ 이종접합 나노로드 촉매를 이용한 전기화학적 메탄-알코올 전환 모식도

▲ 나노로드 촉매 전자현미경 사진

문준혁 교수는 “현재 개발한 메탄 처리기술의 실용화를 앞당기기 위해 메탄이 방출되는 분뇨처리시설에서 실증 연구를 수행하고 있으며, 앞으로 친환경 메탄 처리 기술로 자리잡을 것으로 기대한다”라고 말했다.

이번 연구 결과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 C1 가스 리파이너리 사업과 중견연구자 지원사업의 지원을 통해 수행되었으며, 촉매 연구 분야에서 세계 최고 학술지인 「Applied Catalysis B : Environmental」(IF=24.319)에 11월 15일 자로 온라인 게재되었다.

▶논문제목: NiO/ZnO heterojunction nanorod catalyst for high-efficiency electrochemical conversion of methane

▶논문링크 : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337322010700?dgcid=author