메탄올 제조공정 800도→200도 낮추는 메탄 산화 촉매 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 한국연구재단(이사장 노정혜)은 한국과학기술연구원 이현주 박사 연구팀이 백금-유기물 결합 균일계 메탄 산화 촉매를 개발했다고 27일 밝혔다.

이를 통해 현재 800도 이상에서 다단계로 이뤄지는 메탄올 제조 공정을 200도 이하로 바꿀 수 있다.

메탄올은 화학원료, 용매 및 고분자 원료로 현재 800도 이상의 고온에서 만들어지는 합성가스 (CO + H2)를 이용해 제조되고 있다. 때문에 많은 에너지가 소비될 뿐만 아니라 지구 온난화에도 큰 영향을 미치고 있다.

낮은 온도에서 경제적인 방법으로 메탄을 메탄올로 직접 전환할 수 있는 기술의 개발은 현재 인류가 직면한 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 중요한 기술 중 하나이다.

연구팀은 메탄을 메탄올 전구체로 전환하는 반응에서 기존의 촉매 성능보다 40배 이상 향상된 촉매를 개발했고, 이때 메탄올 전구체의 수율도 메탄 기준 70%에서 90%까지 향상되는 것을 발견했다.

개발된 촉매는 중심 백금 원자에 DMSO라는 유기물이 결합된 구조이며, 이때 DMSO는 백금을 안정화시키는 동시에 활성화시키는 역할을 한다.

촉매의 합성법도 매우 간단하고, 비활성화 됐을 때도 쉽게 활성화시킬 수 있다.

이는 균일계 백금 착체를 이용한 메탄 산화 기술로, 지금까지 연구된 메탄 전환기술 중 가장 상용화에 근접하다.

이 촉매 기술과 보유하고 있는 황산제조 및 활용 기술이 결합된다면 세계 최초로 저온 메탄 전환 메탄올 합성 공정을 상업화 할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 C1가스리파이너리사업 지원으로 수행됐다.

이번 연구 성과는 권위 있는 국제학술지 ‘ACS 카탈리시스(ACS Catalysis)’ 최신호에 논문으로 실렸고, 한국특허 등록 및 미국특허 출원됐다.

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