(좌) 김주찬 박사과정           (우) 하경수 지도교수

 

본교 화공생명공학과 하경수 교수 연구팀의 김주찬 박사과정 학생은 KAIST 이진우 교수팀, 전북대 김성섭 교수팀과 공동연구를 통해, 피셔-트롭시 합성(Fischer-Tropsch synthesis)반응에서 2차원 육각 구조(2D hexagonal structure)의 규칙적인 메조다공성 코발트 촉매(ordered mesoporous Co catalyst)의 기공 길이가 짧아질수록 CO 전환율이 크게 상승하고, 더 짧은 사슬길이의 탄화수소와 합성 석유를 선택적으로 제조할 수 있음을 밝혔다.

기존의 코발트계 피셔-트롭시 촉매는 Anderson-Schulz-Flory (ASF) 분포를 따라 매우 긴 사슬의 FT 왁스 성분, 중질유, 경유, 가솔린 등을 모두 포함한 혼합물의 형태로 합성 석유를 생산하지만, 본 연구진들이 개발한 매우 짧은 기공길이의 촉매를 사용하면 매우 긴 사슬의 FT 왁스 성분을 비약적으로 줄인 형태의 non-ASF 분포를 갖는 생성물을 얻을 수 있었고, 산업적으로 유용한 경질 탄화수소 성분을 더욱 선택적으로 제조할 수 있어 공정의 분리 부담을 줄일 수 있다.

본 연구진들은 새롭게 제안한 기공 내 특성체류시간 개념과 in situ FT-IR 분석에서의 줄어든 bridge-type CO 흡착을 통해, 이러한 짧은 기공에서의 높은 전환율과 non-ASF 분포를 갖는 특징을 설명할 수 있었다.

해당 연구는 화학공학 분야 국제 저명 학술지인 Chemical Engineering Journal (IF: 15.1, JCR 상위 3.2%)에 게재되었으며, 본 연구논문을 통해 2023년 서강대학교 대학원생 우수논문상을 수상하였다.

 

 

 

 

본 연구는 C1가스리파이너리사업과 에너지인력양성사업의 지원으로 수행되었다.

 

(1) 논문 제목: Unravelling the effects of short pore on Fischer-Tropsch synthesis and its role as selectivity controller

(2) 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146039

(3) 연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/kshalab