비닐·플라스틱서 수소 생산하는 친환경 구리촉매 개발

비닐·플라스틱서 수소 생산하는 친환경 구리촉매 개발

창원대 정대운 교수 "폐자원 에너지화공정 경제성 확보에 기여"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 비닐과 플라스틱 등 폐자원에서 청정에너지로 주목받는 수소를 경제적으로 생산할 수 있는 친환경 구리 촉매 제조기술을 개발했다.

창원대 토목환경화공융합공학부 정대운 교수팀은 폐자원에서 수소를 생산하는 고온공정에서도 안정적으로 활성을 유지하고 제조과정에서도 환경문제를 유발하는 크롬(Cr)을 사용하지 않는 친환경 구리(Cu) 촉매를 개발했다고 23일 밝혔다.


세계적으로 비닐과 플라스틱 등 폐자원 처리 비용이 급증하면서 이를 고온에서 가스화한 뒤 수소 등을 생산하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 현재 사용되는 상업용 철-크롬(Fe-Cr) 촉매는 크롬이 유발하는 환경문제와 함께 전처리 조건이 까다로운 단점이 있다.

철-크롬의 대체촉매로 구리-알루미늄 촉매가 주목받고 있으나 구리-알루미늄 촉매는 반응에서 활성은 높지만, 고온에서 구리가 뭉치면서 활성이 급격히 떨어지는 문제가 있다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 구리-알루미늄 촉매를 만든 뒤 구리 표면을 세륨(Ce)으로 덮는 방식으로 세륨-구리-알루미늄 촉매를 제작했다.

세륨-구리-알루미늄 촉매는 고온에서 뭉치는 구리의 특성이 억제돼 기존 촉매보다 활성과 처리용량이 높아진 것으로 나타났다. 또 철-크롬 촉매와 달리 전처리 조건이 단순하고 크롬이 사용되지 않아 친환경적이라고 연구팀은 설명했다.

세륨-구리-알루미늄 촉매와 기존 촉매를 폐자원 처리공정에 적용한 결과 세륨-구리-알루미늄 촉매는 40시간 사용 후에도 안정된 촉매 성능을 보인 반면 기존 촉매는 활성이 급격히 떨어지는 것으로 확인됐다.

정 교수는 "버려지는 폐자원에서 수소를 경제적으로 생산하는 데 필요한 친환경 구리 촉매 제조기술을 개발했다"며 "구리의 단점을 극복하는 촉매 제조기술의 개발은 폐자원 에너지화를 위한 수소, 메탄올, 디메틸에테르(DME) 등 고품질연료전환 공정의 경제성을 확보하는 데 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

한국연구재단 기초연구지원사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'(Chemical Engineering Journal, 2016년 12월 15일자)에 게재됐다.


scitech@yna.co.kr

(끝)





<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>