계명대학교 화학공학과 이열림 교수 연구팀이 메탄과 이산화탄소를 합성가스로 전환하는 메탄 건식 개질 반응에서 촉매의 성능과 장기 안정성을 동시에 높이는 새로운 설계 전략을 개발했습니다. 이번 연구에는 강명훈 석사과정 연구원이 제1저자로 참여했습니다.
메탄 건식 개질은 메탄과 이산화탄소를 반응시켜 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스를 생산하는 기술입니다. 기존 니켈 촉매는 고온에서 입자가 커지는 소결 현상과 표면에 탄소가 쌓이는 탄소 침적 문제로 성능 저하가 잦았으나, 연구팀은 MgO와 BaO를 첨가한 NMBC 촉매를 통해 이를 극복했습니다.
실험 결과, NMBC 촉매는 750℃에서 12시간 동안 약 86%의 메탄 전환율을 기록했습니다. 특히 촉매 1g당 시간당 90만mL의 반응 기체를 공급하는 고유량 조건에서도 40시간 동안 메탄 약 80%, 이산화탄소 약 83%의 전환율을 유지하며 뛰어난 안정성을 보였습니다.
이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지인 'Chemical Engineering Journal'에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐습니다.