폐자원을 에너지로 만드는 구리촉매 제조기술 개발

국내 연구진이 폐자원으로 수소를 만들 수 있는 친환경 촉매를 개발했다.
정대운 창원대 토목환경화공융합공학부 교수 연구진은 종이, 비닐, 플라스틱 등 버려지는 자원에서 수소를 생산할 수 있는 친환경 구리 촉매 제조 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
버려지는 쓰레기로부터 수소를 생산하기 위해서는, 이를 가스로 만든 뒤에 일산화탄소를 제거하는 과정을 거친다. 이후 수소를 생산할 수 있는 '수성가스전이반응'을 일으킨다. 이때 반응을 잘 일어나게 하도록 사용하는 촉매는 '철-크롬'을 활용한다. 하지만 상업용 철-크롬 촉매는 독성이 있어 환경오염의 위험이 존재했다.
연구진은 철-크롬 촉매 대신 세륨-구리-알루미늄 촉매를 이용해 폐자원으로부터 수소를 생산하는데 성공했다. 정 교수는 "세륨-구리-알루미늄으로 만든 촉매는 기존에 다른 촉매와 비교했을 때 반응이 잘 일어났다"며 "또한 세륨이 구리 표면을 덮어 고온에서도 안정적인 촉매 성능을 유지함을 확인했다"고 설명했다. 연구진은 이런 방식으로 개발한 촉매가 40시간 동안 안정적으로 작동했다고 덧붙였다. 연구진은 폐기물가스화 합성가스 조건을 모사해 실험을 진행했지만 실제 조건에서는 다양한 촉매 피독성분이 포함되어 있어 이에 저항성을 가질 수 있는 대용량 규모의 실증 연구를 진행해 나간다는 계획이다.
정 교수는 "세륨-구리-알루미늄 촉매는 환경적으로 무해한 성분으로 구성돼 기존의 상용 촉매를 대체할 수 있을 것으로 기대된다"며 "또한, 개발된 촉매 제조 기술을 사용하여 구리를 사용하는 다양한 화학공정용 촉매 합성이 가능할 것으로 판단된다"고 말했다. 연구결과는 국제학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널' 지난달 15일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]