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연구팀은 알루미나와 구리 나노구조가 합성된 촉매를 개발해 이산화탄소에서 디메틸에테르를 합성할 수 있도록 유도했다. 5~8nm(나노미터)의 기공이 규칙적으로 세공된 알루미나가 구리의 열적 안정성을 향상시켜 고온·고압의 반응조건에서도 촉매가 안정적·효율적이었다. 특히 갈륨 혹은 아연 산화물을 촉매에 보조적으로 포함시킴으로서 이산화탄소 전환율이 30% 이상 증대됐다.
나아가 연구팀은 구조적으로 안정한 중형 세공의 알루미나 및 제올라이트 촉매를 제조해 디메틸에테르로부터 석유화학 기초유분(올레핀, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등)을 합성하는 기술도 개발했다. 중형세공은 약 5~8nm 크기의 기공이 규칙적으로 1차원으로 세공된 불균일 촉매를 말한다.
배종욱 교수는 “이 연구는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 전환하는 새로운 안정화된 고효율 촉매기술”이라며 “향후 청정에너지 및 석유화학 중간체를 합성하는 기반 기술이 될 것”이라고 연구의 의미를 설명했다.
이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 C1가스리파이너리사업의 지원으로 수행됐다. 화학분야 국제학술지 ‘ACS 카탈리시스(ACS Catalysis)’에 지난해 12월 10일 논문으로 게재됐다.