전남대 나경수 교수팀, 온실가스로 고부가화합물 생산기술 개발

[헤럴드경제(광주)=서인주 기자] 전남대학교 나경수 교수팀이 이산화탄소와 메탄과 같은 온실가스를 활용해 고부가화합물을 생산할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

전남대 나경수 교수(화학과) 연구팀은 지난해 12월 발표한 선행연구에서 개발한 순차적 활성화 반응의 실험 조건인 반응온도, 압력, 기체주입유량, 추출을 최적화하는 연구를 수행하면서, 아세트산 생산성을 기존 선행연구 대비 약 10배 이상 향상하는 결과를 이끌었다.

이 과정에서 단순히 이산화탄소와 메탄의 활성화 순서를 바꾸는 것만으로 아세트산 대신 메탄올을 선택적으로 합성하는 방법을 개발했다.

더 나아가 연구팀은 순차적 활성화 반응 과정에서 주입하는 기체의 순서에 따라 촉매 표면에 활성화되는 메탄 또는 이산화탄소의 상대적 농도가 다르다는 것을 확인했으며, 이 농도의 차이가 반응 메커니즘 변화로 이어져 서로 다른 생성물이 합성되는 것을 밝혀냈다.

이 연구는 대표적 온실가스인 이산화탄소와 메탄만을 화학 반응의 원료 물질로 사용하여 고부가화합물을 제조한다는 측면에서 탄소 중립의 핵심 기술로 평가받고 있다.

연구팀이 제안한 이 기술은 새로운 화학반응법을 활용해 아세트산과 메탄올을 선택적으로 제조하며 에너지 효율이 높아, 상용화된 기존의 복잡한 다단계 공정을 대체할 수 있을 것으로 보여 관련 산업계에서도 비상한 관심을 나타내고 있다.

이 연구는 환경공학 계열 최상위 저널인 ‘Applied Catalysis B: Environment and Energy (영향력지수 22.1, JCR 상위 1% 이내)’ 6월 14일 온라인판에 게재됐다.

나경수 교수팀은 지난해 온실가스를 원료로 활용해 아세트산을 높은 선택성으로 제조하는 이산화탄소와 메탄의 순차적 활성화 공정을 개발하면서, 이미 동일한 국제학술지에 논문을 게재한 바 있다. 후속 연구를 통해 같은 국제학술지에 6개월 만에 연속해서 논문을 게재하는 진기록을 세웠다.

이 연구는 나경수 교수를 연구책임자로 전남대 양효근(석·박사통합과정), 권승돈(석·박사통합과정) 학생이 공동 1저자로 참여했으며, 이밖에도 최유열(석·박사통합과정), 장한빛(석·박사통합과정), 임우성(석사과정), 허준혁(석사과정), 김창기(석사과정) 학생, 한국가스공사의 송택용 박사가 참여했다.