대부분 화학공정에는 반응속도를 높이기 위해 촉매가 활용되고 오래 사용하면 탄소가 생성돼 활성점이나 기공이 막혀 기능이 떨어진다.
이를 해결하기 위해 김성탁, 곽근재 화학연 탄소자원화연구소 C1가스전환연구그룹 박사팀은 메탄올과 탄화수소 등 기초화학물질로부터 플라스틱 원료인 방향족 화합물 생산에 쓰이는 제올라이트 촉매에 가돌리늄(Gd)을 코팅하는 방법으로 탄소 생성을 막아 촉매 수명이 기존 상용 제품보다 3배 이상 높은 원천촉매기술을 개발했다.
기존 제올라이트 촉매는 24시간 내로 초기촉매활성의 30% 이하로 떨어지는 단점이 있다.
반면 연구팀이 개발한 촉매는 24시간이 지나도 초기촉매활성의 80% 이상 유지할 수 있다.
화학연은 이 기술이 석유·정유산업에 쓰는 대부분 제올라이트 계열 촉매에 적용될 수 있으며, 촉매 코팅 재료인 가돌리늄의 값이 1㎏당 55달러로 저렴해 상용화에 무리가 없을 것으로 내다봤다.
김성탁 박사는 “희토류 금속인 가돌리늄을 제올라이트 표면에 코팅하면 나노두께의 필름이 형성되고 표면의 물리화학적 특성이 변해 촉매 탄소생성을 막고 수명이 연장되는 효과를 보였다”고 말했다.
정재훈 기자 jjh119@cctoday.co.kr