DGIST, 맥신 활용해 CO₂ 메탄 전환 성능 200배 높여

대구경북과학기술원(이하 DGIST) 연구팀이 물에 노출되면 쉽게 산화되는 맥신(MXene)의 한계를 보완해 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 광촉매 성능을 크게 높였다. &nbsp; DGIST는 에너지공학과 인수일 교수 연구팀이 한국교통대 인인식 교수, 한양대 이태경 교수, 태국 쭐랄롱꼰대 Soorathep Kheawhom 교수 연구팀과 함께 새로운 광촉매를 개발했다고 1일 밝혔다. &nbsp; 연구팀은 맥신 표면에 유기 고분자 보호막을 입혀 수분과 산소에 대한 안정성을 높인 뒤 환원 이산화티타늄(RT)과 구리(Cu) 나노입자를 결합했다. 맥신은 전자 이동을 돕고 구리 나노입자는 이산화탄소가 메탄으로 전환되는 반응을 촉진하는 방식이다. &nbsp; 실험에서 개발한 Cu/f-MXene/RT 광촉매의 메탄 생산량은 18.1μmol/g으로 나타났다. 이는 환원 이산화티타늄만 사용했을 때보다 약 200배 높은 수치다. &nbsp; 연구팀은 실험과 이론 계산을 통해 표면 개질한 맥신과 구리 나노입자가 광촉매 내부의 전자 이동과 메탄 생성 반응을 촉진하는 원리도 확인했다. &nbsp; 이번 연구는 이산화탄소를 포집·저장하는 데 그치지 않고 연료나 화학제품 원료로 활용하는 탄소 포집·활용(CCU) 기술과 관련된다. 특히 태양광으로 이산화탄소를 메탄 등 연료로 전환하는 인공 광합성 기술에 활용 가능성이 있다. &nbsp; 인수일 DGIST 교수는 “맥신의 표면을 제어해 물에 대한 안정성과 이산화탄소 전환 성능을 함께 높였다”며 “태양광을 활용한 탄소 자원화 기술에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 나노미래소재원천기술개발사업과 교육부 기초과학연구사업, 산업통상자원부 산업기술혁신사업 등의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 에너지·재료 분야 국제학술지 'Advanced Energy Materials'(IF 25.5)에 게재됐다.