화학연, 촉매 수명 향상 기술 개발

【대전=뉴시스】이시우 기자 = 한국화학연구원은 탄소자원화연구소 C1가스전환연구그룹 곽근재 박사팀이 플라스틱 원료 생산과정에서 사용되는 제올라이트 촉매의 수명을 늘리는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

제올라이트는 석유 정제 과정 등에서 반응 속도를 높이기 위해 많이 사용하는 촉매다. 오랜기간 사용하면 탄소가 생성돼 촉매의 기능을 떨어뜨린다.

연구팀은 플라스틱 원료인 방향족 화합물을 생산하는 데 쓰이는 제올라이트 촉매에 희토류 원소 중 하나인 가돌리늄 (Gd)를 코팅하는 방법으로 탄소 생성을 억제하는데 성공했다.

이렇게 만들어진 제올라이트 촉매는 기존 촉매가 24시간 내로 초기촉매활성의 30% 이하로 떨어지는 것과 달리 24시간 후에도 초기촉매활성도 80% 이상 유지된다.

논문 제1저자인 화학연 김성탁 박사는 "희토류 금속인 가돌리늄을 제올라이트 표면에 코팅하게 되면 나노두께의 필름을 형성하고, 이 필름이 표면의 물리화학적 특성을 변화시켜 촉매 표면에 탄소생성을 저해하고 촉매의 수명이 연장되는 효과를 보인다"라고 설명했다.

현재 석유·정유산업에서 활용되고 있는 대부분의 제올라이트 계열 촉매에 적용할 수 있고, 가돌리늄이
희토류 금속임에도 가격이 저렴해 산업에 적용하는데 부담이 적어 활용도가 높을 것으로 기대된다.

화학연 곽근재 박사는 "석유·정유업계에서 사용되는 대부분의 촉매를 수입에 의존하고 있다"라며 "이번 기술 개발로 국내 화학촉매의 상용화는 물론 정부 주도로 수행 중인 미활용탄소자원 활용기술, C1가스 전환기술의 요소기술로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 국제 학술지 '켐켓켐(ChemCatChem)' 2017년 5월10일자 뒷표지 논문으로 게재됐다.

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