고려대학교 연구진이 온실가스인 메탄을 활용해 청정 수소와 고부가가치 화합물인 에탄올을 동시에 생산할 수 있는 기술 개발의 기반이 되는 새로운 촉매 설계 전략을 제시했다.

고려대는 화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀이 물을 전기로 분해해 수소를 생산하는 ‘수전해’ 과정에서 메탄을 에탄올로 전환하는 촉매 설계법을 개발했다고 19일 밝혔다.

메탄은 천연가스의 주성분이지만 온실효과가 큰 기체다. 반면 에탄올은 연료와 화학제품 원료로 널리 쓰인다. 하지만 메탄은 화학적으로 매우 안정해 원하는 물질로 바꾸기 어려워 관련 기술 개발에 한계가 있었다.

연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 메탄을 효율적으로 반응시키는 촉매를 선별하는 새로운 방법을 적용했다. 15종의 금속산화물을 비교한 결과 루테늄 산화물(RuO₂)이 가장 적합한 촉매라는 사실을 확인했으며, 메탄이 에탄올로 전환되는 과정도 규명했다.

이번 연구는 청정 수소 생산과 메탄 자원화를 동시에 구현할 수 있는 새로운 촉매 설계 방향을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 연구팀은 차세대 에너지 전환 기술과 친환경 화학공정 개발에 활용될 것으로 기대했다.

연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 7월 4일자 온라인판에 게재됐다.