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(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국화학연구원 한승주 박사 연구팀은 액체 금속촉매를 이용해 청록수소의 생산효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

청록수소는 메탄을 열분해해 생산하는 수소로, 생산과정에서 이산화탄소가 발생하지 않아 그린수소와 함께 친환경 청정수소로 분류된다.

기존 청록수소 생산 기술은 메탄을 분해하는 과정에서 높은 온도가 필요하거나, 고체 촉매 표면에 탄소가 쌓여 비활성화되는 등 문제가 있었다.

연구팀은 고체 촉매 대신 액체 상태로 유지되는 용융 금속 촉매를 이용해 메탄 열분해 과정에서 생성되는 탄소를 안정적으로 분리하는 데 성공했다.

여기에 셀레늄 금속을 첨가해 촉매의 표면 장력을 감소시킴으로써 반응 가스와 촉매 표면 간 접촉 면적을 극대화해 수소 생산 효율을 높였다.

셀레늄은 또 촉매의 활성화 에너지(화학 반응을 일으키는 데 필요한 최소한의 에너지)를 줄여 표면 활성을 높이는 역할을 한다.




니켈-비스무스-셀레늄 촉매, 구리-비스무스-셀레늄 촉매는 각각 셀레늄이 포함되지 않았을 때보다 메탄에서 수소로 바뀌는 변환율이 36.3%, 20.5% 향상됐다.

특히 니켈-비스무스-셀레늄 촉매는 100시간 이상 장시간 반응에서도 성능 저하 없이 안정적으로 작동했다.

연구팀은 2030년 이후 상용화를 목표로 공정 효율을 개선하기 위한 후속 연구를 진행할 계획이다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '응용 촉매 B-환경과 에너지'(Applied Catalysis B : Environmental and Energy) 지난해 12월호에 실렸다.




jyoung@yna.co.kr(끝)