나노기술 및 정책 정보

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● 일본 도쿄대학교의 야베 토모히로 교수 연구팀이 600℃의 메탄산화 조건하에서 장시간 안정된 ‘철산화물 서브 나노 클러스터 촉매’를 세계 최초로 개발하고, 기존의 철산화물 촉매를 뛰어넘는 메탄-포름알데히드·일산화탄소 전환을 달성하여 이산화탄소 배출량을 저감하는 데도 성공

● 기존의 철산화물 촉매의 경우 메탄 산화에 대해 높은 활성을 나타내는 것으로 알려졌으나, 고온 조건하에서 촉매가 열화되고 촉매 활성은 시간이 지남에 따라 저하되는 것이 문제

● 연구팀은 분자상 철·텅스텐 산화물을 촉매의 전구체에 사용함으로써 이산화탄소의 배출을 억제하면서 효율적으로 메탄을 전환하고, 600℃에서도 촉매가 열화되지 않는, 장시간 안정된 철산화물 서브 나노 클러스터 촉매를 개발

● 기존의 철산화물 촉매는 이산화탄소 배출량이 생성물 전체의 27%를 차지하였으나 개발된 촉매의 경우 배출량이 9%로 나타나 효율적으로 포름알데히드·일산화탄소가 전환됨을 시사

● 본 연구를 통해 천연가스를 유용 화학품으로 전환할 수 있어 현대사회가 직면하고 있는 석유 의존 문제를 해결하는 한편 이산화탄소 배출 저감도 가능해질 것으로 전망되며, 향후 고성능·고내구성 금속 산화물 서브 나노 클러스터 촉매 설계가 가능해짐으로써 다양한 공업 촉매에 응용될 것으로 기대

※ Applied Catalysis B: Environmental 게재(2022.05.19.), “Selective oxidation of methane into formaldehyde and carbon monoxide catalyzed by supported thermally stable iron oxide subnanoclusters prepared from a diiron-introduced polyoxometalate precursor”