한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 인공 광합성의 효율을 높이는 촉매를 개발했다고 밝혔다.

19일 KIST 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀은 금속 물질을 사용해 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 데 성공했다고 밝혔다.

연구진은 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조해 이를 촉매의 내부인 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 덮어 '코어-셸 구조의 나노 촉매'를 개발했다.

▲ 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과.

이렇게 제조된 촉매는 물과 이산화탄소를 화학 원료와 산소로 변환시키는 인공 광합성 기술에 활용된다.

이번에 개발한 이리듐-코발트 합금 촉매는 기존 촉매보다 이리듐을 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였다고 설명했다.

특히 수돗물을 사용한 인공 광합성 실험에서 수백 시간 이상 촉매 성능을 유지했다고 덧붙였다.

아울러 이산화탄소 전환 시스템에 이리듐-코발트 합금 촉매를 적용했을 때 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 두 배 이상의 화합물을 만들었다고 설명했다.

무엇보다 기존의 이리듐 촉매는 비싸다는 단점이 있었지만, 이번에 개발한 이리듐-코발트 합금 촉매는 가격이 싼 금속 물질을 섞은 합금을 사용해 비용이 저렴하다고 연구진은 밝혔다.

KIST 오형석 박사는 "이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 셸 형태의 코어-셸 나노 촉매를 통해 산소 발생 반응 성능과 내구성을 개선했다"고 말했다.

이번 연구 결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 '어플라이드 카탈리시스 B-인바이오멘털(Applied Catalysis B-Environmental)' 최신 호에 게재됐다.

홍구표 기자  press@jeonpa.co.kr

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