선형 구조의 이산화탄소 분자는 일반적인 환원반응을 통해 연료물질로 변경시키기 위해서는 많은 에너지와 고가의 희귀 금속 촉매가 사용되어 경제적 부담이 컸다. 이를 극복하기 위해 최근 광전기화학적 방법으로 이산화탄소를 연료로 전환하는 기술이 개발되고 있지만 효율이 낮고 생성물의 선택성이 없어 기술적인 한계가 있었다.
강 교수 연구팀은 이산화탄소를 에탄올로 고효율의 경제적이면서 선택적으로 전환할 수 있도록 환원전위를 조절하고, 적절한 BiVO4 광양극과 코어-쉘 구조의 ZnO@ZnTe를 기능화한 광음극을 개발하여 최적화된 광전기화학적 시스템을 구성했다. 이 시스템에 광을 조사하는 방법에 따라 에탄올이 선택적으로 생성되는 것을 확인했다.
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한국에너지공대 강영수 교수 연구팀이 이산화탄소를 에탄올로 고효율의 경제적이면서 선택적으로 전환할 수 있도록 환원전위를 조절하고, 적절한 BiVO4 광양극과 코어-쉘 구조의 ZnO@ZnTe를 기능화한 광음극을 개발했다. |
이 기술은 태양광을 활용해 기존 메탄올 제조에 필요한 6개 전자 전달의 두 배에 해당하는 12개의 전자를 광전기화학적인 방법으로 이산화탄소에 전달해 선택적으로 전환하는 화학반응을 일으켜 에탄올로 제조한다.
산업현장에서 배출되는 이산화탄소를 에탄올로 전환할 때 태양광을 이용하기 때문에 최소한의 에너지를 소모하는 장점이 있어 탄소중립 사회를 위한 핵심적인 원천기술로 주목된다.
강 교수 연구팀은 이 원천기술 개발 성과에 대해 지적재산권을 출원, 등록을 마쳤다.
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