전체기사

2025.08.22 (금)

  • 구름많음동두천 29.3℃
  • 맑음강릉 33.1℃
  • 구름많음서울 29.7℃
  • 구름조금대전 30.6℃
  • 구름조금대구 30.8℃
  • 맑음울산 31.3℃
  • 구름조금광주 30.5℃
  • 맑음부산 31.2℃
  • 맑음고창 31.0℃
  • 맑음제주 31.5℃
  • 구름많음강화 28.8℃
  • 구름조금보은 27.9℃
  • 맑음금산 29.4℃
  • 구름조금강진군 30.8℃
  • 맑음경주시 31.7℃
  • 구름조금거제 30.6℃
기상청 제공

지역네트워크

UNIST 김건태 교수팀, 메탄과 이산화탄소 반응시켜 수소 얻는 촉매 기술 개발

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 이산화탄소와 메탄을 반응시켜 수소를 생산하는 새로운 촉매가 개발됐다. 온실가스를 분해해 친환경 연료를 생산하는 1석 2조 기술로 주목 받고 있다. 
 

UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학부 김건태 교수팀은 성능과 안정성이 뛰어난 메탄 건식 개질 반응용 촉매를 개발했다. 메탄 건식 개질 반응은 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 화학 반응시켜 수소와 공업 원료인 일산화탄소를 생산하는 기술이다. 화학 반응에 소모되는 에너지를 줄이기 위해 촉매를 쓴다.
 

연구팀이 개발한 촉매는 삼상(Ternary) 합금 나노입자가 촉매 표면에 돋아난 형태다. 합금 나노입자에 금속 원소 3개(코발트, 니켈, 철)가 섞여 있어 기존 촉매보다 메탄 분해(해리) 반응을 더 잘 촉진한다. 
 

제1저자인 주상욱 연구원은 “합금 나노입자가 메탄의 화학결합을 더 느슨하게 만들어 분해를 촉진 한다”며 “이는 철이 첨가되면서 나타난 합금 나노입자의 전자 구조 변화(d-band shift)때문”이라고 설명했다. 
 

개발된 촉매 1g(그램)을 쓰면 900 oC에서 초당 약 1.2x1019개의 메탄 분자를 변환할 수 있다. 이는 단상 촉매에 비해 약 84.8 % 증가한 수치이다. 또한 750 oC에서 약 350 시간이 넘는 시간 동안 잘 작동하는 안정성을 보였다. 
 

일반적으로 건식 메탈 개질 반응에는 니켈 금속 기반 촉매를 쓴다. 성능은 좋지만 고온에서 촉매 입자끼리 뭉치는 현상과 반응을 반복할수록 고체 탄소가 촉매 표면에 쌓이는 문제가 있다. 
 

연구팀이 개발한 촉매는 ‘스마트 자가재생(용출, exsolution) 촉매’의 한 종류다. 촉매 입자 내부의 금속 원소가 반응을 반복하면 표면으로 솟아오르는 용출 현상을 이용하는 촉매다. 표면이 새로운 금속 나노 입자로 재생되면서 촉매 성능을 오래 유지 할 수 있다. 특히 니켈(Ni) 또는 코발트(Co) 금속을 용출 시키면 이 둘이 나노 입자 합금을 만들어 성능이 뛰어나다.
 

이번 연구에서는 촉매 입자 표면에 철을 얇게 입혀 니켈과 코발트 금속을 표면으로 더 잘 올라오게 만들었다. 또 용출된 니켈, 코발트 입자가 철과 섞여 새로운 삼상 합금이 형성돼 성능이 더 좋아졌다. 삼상 합금이 발견 된 것은 최초다. 
 

오진경 UNIST 에너지공학과 석사과정 연구원은 “새로 개발한 방법(Topotactic exsolution)을 이용해 삼상 촉매를 만들 수 있을 뿐만 아니라, 단위 면적 당 약 200 개가 넘는 합금 나노 촉매 입자를 만들어 건식 개질 촉매 반응성을 높일 수 있었다”고 전했다.
 

김건태 교수는 “메탄 건식 개질 반응을 통해 안정적으로 합성가스와 수소를 생산하려면 촉매의 활성과 안정성이 뒷받침돼야 한다”며 “두 가지 조건을 동시에 만족하는 촉매 물질을 개발한 이번 연구는 메탄 건식 개질 상용화에 기여할 것”이라고 전망했다.
 

이번 연구는 포항공대 화학공학과 한정우 교수도 함께 참여했다. 연구결과는 화학분야 세계적 권위지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’에 5월 7일(금)일자로 온라인 공개돼 정식출판을 앞두고 있다. 

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기

경제

더보기

사회

더보기
단국대병원, 유방암 환우 위한 ‘시원한 여름 이벤트’ 개최
[시사뉴스 이용만 기자] 단국대병원(병원장 김재일) 유방암센터는 충남지역암센터, 충남권역암생존자통합지지센터와 함께 유방암 환우들을 응원하고, 암 예방 및 조기검진의 중요성을 알리기 위한 ‘시원한 여름 이벤트’를 개최한다고 21일 밝혔다. 이번 행사는 유방암 환자뿐만 아니라 병원을 찾는 내원객 누구나 자유롭게 참여할 수 있는 체험형 캠페인으로, ‘함께 응원하고, 함께 알아가는’ 다양한 프로그램을 통해 환우들에게 따뜻한 위로와 건강 정보를 함께 전달하고자 기획됐다. 캠페인 현장에는 유방암 환우와 가족을 위한 ‘응원나무’가 설치되어 참가자들이 응원 메시지를 직접 작성해 부착할 수 있도록 했다. 짧은 글귀 하나하나에 담긴 진심어린 응원의 마음은 많은 이들에게 깊은 감동을 전했다. 또한 충남권역암생존자통합지지센터의 카카오톡 채널을 추가하고 퀴즈에 참여하는 이벤트도 함께 진행됐으며, 정답자에게는 손선풍기, 손톱깎이, 파우치 등 실용적인 기념품이 제공돼 즐거움을 더했다. 특히 유방외과 의료진이 자발적으로 준비한 다양한 선물도 전달되어, 환우들에게 더욱 따뜻하고 의미 있는 경험을 선사했다. 이와 함께 유방암센터에서는 암생존자 프로그램에 대한 안내 및 신규 암생존자 모집,

문화

더보기
광대 탈놀이 ‘딴소리 판’ 개최
[시사뉴스 정춘옥 기자] 영도문화예술회관(관장 황석호)은 2025 공연예술 지역 유통사업의 일환으로 광대 탈놀이 연희극 ‘딴소리 판’을 오는 9월 6일(토) 오후 3시 영도문화예술회관 봉래홀에서 개최한다고 밝혔다. 이번 공연은 국고 공모를 통해 기획됐으며, 문화체육관광부 후원, 예술경영지원센터 주최, 영도문화예술회관과 연희집단 ‘The광대’ 주관·운영으로 진행된다. ‘딴소리판’은 현대의 광대들이 재해석한 탈놀이 형식으로, 전통 판소리 다섯 마당 속 이야기를 오늘날의 시선으로 새롭게 풀어낸 창작 연희 작품이다. 광대탈놀이 ‘딴소리 판’은 판소리 다섯마당을 판소리가 아닌 딴소리로 설정하고, 그저 밥이면 만사 오케이인 거지들의 시선을 통해 신분 질서, 강요된 정절, 충효를 위한 자기희생, 일확천금의 욕망, 시대가 변해도 계속 존재하는 판소리 다섯 마당 속 편협한 이야기를 ‘이 세상 별 것 아니다’라는 주제를 반복적으로 드러낸 ‘The 광대’의 작품이다. 또한 마당에서 경계 없이 어울려 놀았던 옛 연희의 모습처럼 관객이 극에 함께할 수 있는 부분을 더해 적극적으로 개입하도록 한다. 연희의 현재성을 강조하며 음악적 이야기와 소리, 탈춤, 몸짓이 어우러지는 독창적 공연

오피니언

더보기