한국연구재단(이사장 노정혜)은 문준혁 서강대 교수 연구팀이 전기화학적 촉매를 이용해 상온에서 메탄을 산화, 메탄올로 전환하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 

메탄은 천연가스와 셰일가스의 주성분이면서 기후변화를 일으키는 기체다. 메탄을 고부가가치 화학물질로 전환하는 공정은 지속가능한 발전을 위해 필요하다. 

연구팀은 산화에 사용되는 산소를 저장하고 운반하는 데 유리한 구리산화물과 세륨산화물이 혼합된 전이금속 산화물을 촉매로 이용하고, 산화반응을 촉진할 수 있는 전압을 촉매에 인가해 상온에서도 메탄의 전환반응을 유도했다. 

이를 통해 상온에서 기존 화학촉매의 전환율을 넘어서 메탄-메탄올 전환율과 80%가 넘는 메탄올 선택도를 달성했다. 

특히 연구팀은 전압을 인가하는 데 있어 태양전지를 연결해 외부전원 공급 없이도 메탄 전환이 가능한 제로에너지 화학공정을 제시했다. 

기존 메탄을 산화하기 위해 고온의 촉매반응을 이용했는데, 이 경우 큰 에너지와 대규모 공정이 필요한 것은 물론 다양한 부산물이 생성되는 한계가 있었다. 

연구팀은 메탄의 화학적 전환에 있어 굴뚝산업으로 여겨지던 화학공정 대신 지속가능한 친환경 공정으로 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 C1가스리파이너리 사업 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 '에이씨에스 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'에 지난 15일 게재됐다.