영남대학교(총장 최외출)는 화학과 김근형 학생이 제1저자로 참여한 태양광을 이용한 친환경 촉매시스템 개발 연구논문이 최근 세계적인 재료화학 학술지 '저널 옵 머티리얼즈 케미스트리 A(Journal of Materials Chemistry A)'에 게재됐다고 23일 밝혔다.
연구논문은 태양광을 이용해 이산화탄소를 메탄으로 바꾸는 친환경 촉매 시스템을 개발한 내용이다. 연구팀은 산화칼슘, 비스무트바나데이트, 환원그래핀산화물(rGO)을 결합한 복합 촉매를 자가조립 방식으로 제작했다.
이 촉매는 각 물질이 서로 역할을 나누어 효율적으로 작동하도록 설계되었다. 산화칼슘은 이산화탄소를 잘 붙잡는 역할을 하고, 비스무트바나데이트는 가시광선을 흡수해 반응을 일으키며, 환원그래핀산화물은 전자를 빠르게 이동시켜 반응 속도를 높인다.
이 덕분에 전자와 정공이 재결합되는 비효율이 줄어들어 기존 비스무트바나데이트 촉매보다 메탄 생산 효율이 약 3.6배 향상되었다. 또 여러 번의 반복 실험에서도 이 촉매는 높은 안정성을 유지했다.
특히 이번 연구는 이산화탄소가 포름산이나 메탄올을 거치지 않고, 바로 메탄으로 전환되는 새로운 반응 경로를 밝혀냈다는 점에서 주목받고 있다. 또 조개껍질에서 얻은 산화칼슘과 저비용 그래핀 소재를 사용해 귀금속 없이도 높은 효율과 내구성을 확보함으로써, 환경친화적이면서도 경제적인 촉매 설계의 새로운 방향을 제시했다.
대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
