이산화탄소 → 메탄·에탄 교환 DGIST ‘고효율 광촉매’ 개발
이산화탄소 → 메탄·에탄 교환 DGIST ‘고효율 광촉매’ 개발
  • 홍하은
  • 승인 2018.08.06 17:11
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에너지공학 인수일 교수 연구팀
지구온난화·자원 고갈 해결 기대
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대구경북과학기술원(이하 DGIST)은 에너지공학전공 인수일(사진) 교수 연구팀이 이산화탄소를 메탄이나 에탄처럼 활용 가능한 에너지로 선택해 전환할 수 있는 광촉매를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.

이산화탄소 배출량이 증가함에 따라 지구의 온도가 상승하며 지구온난화의 주범인 이산화탄소 감소에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 더불어 에너지 고갈로 인한 기존 자원의 사용가능한 연료로의 전환도 주목받고 있다. 이산화탄소와 물을 탄화수소계 연료로 전환하는데 필수인 광촉매에 대한 연구가 각광받고 있다.

광촉매 연구에서 주로 밴드갭이 큰 반도체 물질을 많이 사용하고 있으나 다양한 영역의 태양에너지를 흡수하는데 제한적이다. 이에 태양에너지 흡수 영역을 증가시키기 위한 광촉매 구조 및 표면을 개선하거나 전자의 전달이 우수한 2차원 소재를 활용하는 광촉매 연구가 진행 중이다.

인 교수 연구팀은 안정적이고 효율적인 방법으로 환원된 이산화티타늄에 그래핀을 씌워 이산화탄소를 메탄(CH4)이나 에탄(C2H6)으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발했다. 연구팀이 직접 개발한 광촉매는 기체상에서 이산화탄소를 선택적으로 메탄과 에탄으로 전환할 수 있다. 또 연구팀은 국제 공동연구를 통해 이산화티타늄과 그래핀 계면에서 보이는 밴드 굽힘 현상으로 인해 정공이 그래핀으로 움직인다는 사실을 최초로 증명했다.

DGIST는 이번에 개발한 촉매 물질이 향후 고부가가치 물질 생산 등 다양한 분야에 응용이 가능하고, 지구온난화 문제 및 에너지자원 고갈 문제 해결에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

DGIST 에너지공학전공 인수일 교수는 “이번에 개발한 그래핀을 씌운 환원된 이산화티타늄 광촉매는 이산화탄소를 메탄이나 에탄과 같은 활용가능한 화학 물질로 선택적으로 생산할 수 있다는 장점이 있다”고 말했다.

홍하은기자
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