| 신형 "나노막대" 촉매로 이산화탄소의 고효율 전기화학적 환원 구현 | ||
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 최근 중국과학기술대학교 허페이(合肥)마이크로스케일물질과학국가연구센터/화학·재료과학대학의 쩡제(曾傑) 교수팀은 성분 조절이 가능한 설포셀레늄화 카드뮴(cadmium sulfoselenide) 합금 나노막대(nanorod)를 촉매로 사용해 이산화탄소를 합성가스로의 고효율 전기화학적 환원을 구현하였다. 상기 설포셀레늄화 카드뮴 합금 나노막대 촉매는 이산화탄소 전기화학적 환원반응에서 높은 활성과 안정성을 보였을 뿐만 아니라 폭넓은 범위에서 합성가스의 구성비율을 조절할 수 있다. 해당 성과는 최근 국제저명학술지 Advanced Materials에 게재되었다. 일산화탄소와 수소로 이루어진 합성가스는 석유화학공업의 주요 합성원료이다. 다양한 화학 공정에 필요한 합성가스의 최적 구성비율 또한 서로 다르다. 재래식 합성가스 제조방법에는 석탄의 가스화와 천연가스 개질(Reforming)이 포함되는데 모두 비재생 에너지를 소비한다. 이에 비해 이산화탄소와 물을 원료로 하는 수용액에서의 이산화탄소 전기화학적 환원 방법은 합성가스를 지속적으로 제조할 수 있는 이상적인 방법이다. 하지만 현재의 이산화탄소 전기화학적 환원 촉매를 사용해 고전류 밀도를 확보함과 동시에 폭넓은 범위에서 합성가스의 구성비율을 조절한다는 것은 쉽지 않다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 액상 합성기술을 사용해 성분 조절이 가능한 설포셀레늄화 카드뮴 합금 나노막대 촉매를 설계·합성하였다. 동 촉매는 셀레늄 함량이 높을수록 반응에서 생성되는 수소 중간체가 더 많고 합성가스 생성물에서 수소 성분의 비율도 더 높다. 뿐만 아니라 -1.2V 과전위 상황에서 생성물 합성가스 중 일산화탄소 대 수소 비율을 4∶1에서 1∶4 범위에서 자유롭게 조절할 수 있다. 이외, 연속 10시간 진행된 촉매 안정성 실험에서 전류 밀도는 기본적으로 안정상태를 유지하였고 생성물 합성가스의 구성비율은 거의 변화하지 않았다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-01/16/content_386222.htm?div=-1 |
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