나노기술 및 정책 정보

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● 김현탁 박사(한국화학연구원) 및 권태혁ㆍ강석주ㆍ이근식 교수(울산과학기술원) 공동 연구팀은 해수전지*에서 이산화탄소를 알코올로 합성하는 저렴한 촉매 기술을 개발

* 해수전지 : 리튬이차전지 속 리튬 이온처럼 바닷물의 나트륨 이온이 양극과 음극을 오가면서 충·방전이 이뤄지는 이차전지

● 연구팀은 저렴한 카본계 소재에 이종 원소(붕소, 질소)를 동시에 도핑한 비금속 촉매를 만들어 높은 선택도의 다탄소(C2+) 알코올로 변환하여, 전기화학 기반의 고선택성 CO2 전환 C2+ 알코올 제조 기술을 개발

● 연구팀은 카본 소재에 루이스 산(붕소)과 루이스 염기(질소)가 동시에 함유된 ‘좌절된 루이스 산-염기쌍’* 구조로 만든 BN-GFLP 촉매를 개발

* 좌절된 루이스 산-염기 쌍(Frustrated Lewis Pairs, FLP) : 전자를 끌어당기는 루이스 산과 전자를 내보내려는 루이스 염기의 위치가 애매해 반응이 일어나지 않는 혼란스런 상태로서, 화학 반응에서 특정 환경 조성 및 다양한 화합물 합성을 도움

● 연구팀이 개발한 촉매는 메탄올ㆍ에탄올ㆍ프로판올 등 3가지 종류의 알코올을 만들어냈으며, 해수전지의 안전성과 효율을 저하하는 석회 침전물도 생성되지 않아 효과를 입증

● 연구팀은 후속 연구를 통해 올해 해수전지의 기본 단위인 유닛 셀을 제작하고, 2030년 셀을 여러 개 쌓은 스택 셀 안정성을 확인해 실증 가능성을 검토할 계획

ACS Catalysis (2024.06.25.), Selective Electroreduction of CO2 to C2+ Alcohols Using Graphitic Frustrated Lewis Pair Catalyst

※ 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 STEAM연구 지원