에너지기술연구원이 온실가스인 메탄과 이산화탄소로 수소로 만드는 기술을 개발했다. 금속사용량도 줄여 경제성을 크게 높인 기술로 평가받는다.

김희연·최윤석 에기연 고온수전해연구실 박사 연구진은 서울대 재료공학과 정우철 교수와 공동연구해 건식개질반응 촉매를 개량했다고 13일 밝혔다.

건식개질반응은 메탄과 이산화탄소를 고온에서 반응시켜 합성가스를 생산하는 기술이다. 온실가스를 줄이고, 에너지원으로 만들어낼 수 있어 산·학계 연구가 활발하다.

건식개질반응에는 주로 저렴하면서 성능이 우수한 니켈촉매가 사용된다. 다만 반응과정에서 탄소가 촉매표면에 쌓여 성능이 급격히 저하되는 문제가 있다. 탄소침적 현상은 장기운전과 상용화의 큰 걸림돌로 작용해 새로운 촉매설계와 운전조건 최적화 연구가 이뤄지고 있다.

대안으로 페로브스카이트 구조를 활용한 자가생성촉매 기술이 주목받고 있다. 자가생성촉매는 금속이 지지체 내부에 존재하다가 반응조건이 갖춰지면 표면으로 빠져나와 반응활성점을 형성한다. 빠져나온 금속입자는 지지체와 강하게 결합하고, 탄소침적을 억제할 수 있어 장기간 운전에도 성능을 유지할 수 있다.

연구진은 원자 간 결합력을 최적조건으로 조정하고, 고온에서 안정적으로 작동하는 자가생성촉매를 개발했다. 기존 촉매 대비 3% 수준의 니켈을 사용하고도 동일한 양의 합성가스를 만들어낼 수 있어 경제성을 향상시켰다는 평가다.