도쿄공업대학의 구마가야 게이츠 특임조교들의 연구팀은 이산화탄소(CO2)를 포집하는 기능을 가진 레늄(Re)의 착체가 저농도의 CO2를 환원할 수 있는 전기화학 촉매로서 기능한다는 것을 발견했다.이로써 화력발전소나 제철소에서 배출되는 저농도의 CO2를 포함한 배기가스를 효율적으로 직접 자원화할 가능성이 나왔다.
화석 자원을 연소시킬 때 배출되는 CO2를, 전기 에너지로 환원하는 반응은 배출 CO2 삭감과 자원의 창출의 양 관점에서 국내외에서 정력적으로 연구되고 있지만, 대부분은 순수한 CO2를 사용한 것이다.그러나 화력발전소나 제철소, 시멘트 제조공장 등에서 나오는 배기가스에는 CO2가 수%에서 2%%밖에 포함되지 않았기 때문에 종래 기술에서는 대량의 에너지에 의한 CO2의 농축과정이 필요했다.따라서, 실제로 배출되는 희박한 농도의 CO2를 포함한 가스를 그대로 이용하여 효율적으로 COXNUMX만을 환원할 수 있는 방법이 요구되고 있었다.
연구팀은 CO2를 포집하는 성질을 가진 레늄 착체가 저농도의 CO2를 환원하는 전기화학 촉매로서 기능하는 것을 발견했다.이 복합체는 CO2를 저농도 밖에 포함하지 않는 가스로부터 고효율로 CO2만을 포집하는 기능이 있다.포집된 CO2는 탄산 에스테르로서 복합체에 고정화된다.이 CO2를 포집한 레늄 착체를 전기화학 촉매로 함으로써, 저농도 CO2에서도 그대로 환원할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이번 발견은 제조공정에서의 에너지절약화를 가져와 지구온난화 억제에도 공헌한다.앞으로는 이 신촉매의 CO2 포집능을 더욱 향상시키고 흔한 금속인 비금속 착체의 이용도 시야에 넣어 실용적인 기술개발을 목표로 하고 있다.
논문 정보:【Chemical Science】Electrocatalytic reduction of low concentration CO2
