서울대·대구경북과학기술원(DGIST) 공동연구팀이 고성능 이산화탄소 전기환원 촉매를 개발했다고 18일 밝혔다. 이는 '탄소중립 핵심기술'로서 이산화탄소를 유용한 화합물로 바꾸어 환경에 좋을 뿐 아니라 경제성도 향상시켰다. 

최근 환경 이슈가 증가하면서 이산화탄소를 포집해 에틸렌과 같은 유용한 화합물로 바꾸는 전기환원 촉매의 역할이 매우 중요해지고 있다. 에틸렌은 플라스틱, 고무, 각종 건축자재 등 활용가치가 매우 높아 산업의 쌀로 불리는데, 기존 생산 방식은 석유를 정제하는 것으로 많은 온실가스를 배출했다. 

구리 촉매를 이용한 전기화학 반응을 통해 이산화탄소를 에틸렌으로 전환할 수 있지만, 기존 구리 촉매들은 에틸렌 선택도가 50% 수준으로 낮았다. 또한 반응환경에서 구리 촉매의 표면 구조가 망가져 수명이 매우 짧았다. 이로 인해 활성도와 안정성 측면에서 획기적인 개선이 요구됐다.

이에 서울대 재료공학부 주영창·이건도 교수, DGIST 에너지공학전공 남대현 교수로 구성된 공동연구팀은 이번 연구에서 구리 입자 위에 얇은 탄소막을 코팅한 전기환원 촉매를 개발했다. 새로 개발된 촉매는 효율성이 높을 뿐 아니라 안정성도 획기적으로 향상됐다. 연구팀은 이로써 이산화탄소를 에틸렌으로 전환하는 기술 상용화에 한걸음 다가갈 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다. 

이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 18일 게재됐다.