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[굿모닝 사이언스] 이산화탄소를 메탄올로 바꾼다

김만기 기자

파이낸셜뉴스

입력 2020.02.07 06:20

수정 2020.02.07 06:19

이산화탄소. 게티이미지 제공
이산화탄소. 게티이미지 제공
[파이낸셜뉴스] 미국 뉴욕주 렌셀러 폴리테크닉 대학교의 화학 연구자들은 7일(한국시간) 효과적인 분리막을 사용해 이산화탄소에서 메탄올로의 변환 과정을 더 효율적으로 만드는 방법을 개발했다고 '사이언스'지에 발표했다. 연구팀은 "이 혁신적인 기술은 물이 부산물인 화학반응에 의존하는 많은 산업공정을 개선할 수 있을 것"이라고 말했다. 연구팀은 현재 고순도 메탄올을 생산하는 기술로 벤처 창업했다.

메탄올은 수많은 제품 생산에 연료로 사용되는 다용도 효율적 화학 물질이다. 반면 이산화탄소는 많은 산업 공정에서 원치 않는 부산물인 온실가스다. 이산화탄소를 메탄올로 전환하는 것은 이산화탄소를 좋은 용도로 사용하는 한 가지 방법이다.


이산화탄소를 메탄올로 변환시키는 화학 반응은 물이 생성돼 지속적으로 화학반응이 일어나는데 방해를 한다. 렌셀러 연구팀은 화학 반응이 일어나는 동안 다른 필수 가스 분자를 잃지 않고 물을 걸러내는 방법을 찾기 시작했다.

연구진은 가스 분자를 잃지 않고 물 전도성 나노 채널로 알려진 작은 구멍을 통해 물을 조심스럽고 빠르게 침투 할 수 있는 나트륨 이온과 제올라이트 결정으로 구성된 막을 조립했다.

렌셀러 생명공학부(CBIS)의 먀오 유 교수는 "나트륨은 실제로 가스 침투를 조절하거나 조절할 수 있어 나트륨 이온이 문 앞에 서서 물만 통과하게 하고 불활성 가스가 들어오면 이온이 가스를 차단한다"고 설명했다.

유 교수는 "과거에는 이런 종류의 막이 다른 가스 분자가 새어나갈 수 있는 결함에 취약했다"고 말했다.
연구팀은 결정의 조립을 최적화하기 위한 새로운 전략을 개발해 이러한 결함을 없앴다.

유 교수는 물이 이 과정에서 효과적으로 제거되었을 때 화학 반응이 매우 빨리 일어날 수 있다는 것을 발견했다.
렌셀러의 박사후 연구원인 화정 리는 "물을 제거할 수 있을 때 평형변동이 일어나 더 많은 이산화탄소가 변환돼 메탄올을 생산할 것"이라고 말했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

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