에너지연, 선택적 CVD 기반 촉매 정밀 제어 기술 개발

한국에너지기술연구원 수소에너지연구소 김희연 박사 연구팀이 촉매 구성 원자의 크기·위치·주변 구조를 제어하는 선택적 화학기상증착(선택적 CVD) 기술을 개발했다. 액상법으로 나노 크기 조촉매를 먼저 담지한 뒤 조촉매 표면에만 주촉매를 원자 상태로 입히는 방식이며, 기체 상태 원료를 사용해 건조 과정이 없고 저온·상압에서 운전한다.

메탄을 에틸렌으로 직접 전환하는 반응에 적용해 망간 입자 표면에만 텅스텐 원자가 담지된 구조를 구현한 결과, 텅스텐 촉매 활용률은 약 28%에서 82%로, 메탄 전환율은 6.9%에서 51.7%로, 에틸렌 수율은 0.9%에서 26.0%로 각각 상승했다. 800도에서 180시간 운전에서도 원자 응집 없이 성능을 유지했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단과 에너지연 기본사업 지원으로 수행됐고, 결과는 'Chemical Engineering Journal'에 9월 11일자로 온라인 게재됐다.