디지스트(DGIST·대구경북과학기술원)는 에너지공학과 남대현·이윤구 교수팀이 서강대 백서인 교수 연구팀과 공동으로 비타민C를 이용해 이산화탄소를 에틸렌으로 전환하는 고효율 촉매를 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 대기 중의 이산화탄소가 과일의 비타민C 함유량에 영향을 끼치는 현상에 착안해 연구했다.

이산화탄소 농도가 높은 환경에서 과일의 비타민C 함량이 감소하는 현상을 활용해 비타민C를 이산화탄소 환원 촉매에 적용해 에틸렌 생산성을 비약적으로 높이는 기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 촉매는 기존 구리 나노선 촉매에 비해 2.9배 향상된 에틸렌 생산성을 보였다.

연구팀은 실시간 라만 분광분석과 전산모사 연구를 통해 그래핀에 구속된 비타민 C가 일산화탄소 중간체와 구리 촉매의 결합을 최적화하고, 강한 수소결합을 기반으로 이산화탄소 환원 반응에 유리한 전자 및 양성자 전달이 가능함을 확인하면서 해당 촉매의 작동원리를 규명했다.

남대현 교수는 “이 기술이 지구온난화 주범인 이산화탄소를 고부가가치 화합물로 전환해 탄소중립에 이바지할 것으로 기대한다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF) 우수신진연구사업 등의 지원으로 수행됐고, 국제학술저널인 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 올해 1월호에 실렸다.