초록 ▼

○ CO2를 광촉매 환원에 의하여 고부가가치 화합물로 전환하는 기술은 에너지 문제와 환경문제를 같이 해결할 수 있는 매력적인 기술이다. 이 글은 금속-유기 골격물질(MOF: Metal–organic frameworks)을 가시광 광촉매로 사용하여 CO2를 포름산, 메탄올, CO로 전환하는 연구보고를 개관한 것이다. CO2 환원반응, 반응 메커니즘, 광촉매 성능에 영향을 주는 여러 인자, 과제와 전망을 다루었다.

○ MOF는 가스의 저장, 정제, 분리 및 불균일계 촉매의 응용분야에 새롭게 각광받고 있는 물질이다.

○ CO2를 광촉매 환원에 의하여 고부가가치 화합물로 전환하는 기술은 에너지 문제와 환경문제를 같이 해결할 수 있는 매력적인 기술이다. 이 글은 금속-유기 골격물질(MOF: Metal–organic frameworks)을 가시광 광촉매로 사용하여 CO2를 포름산, 메탄올, CO로 전환하는 연구보고를 개관한 것이다. CO2 환원반응, 반응 메커니즘, 광촉매 성능에 영향을 주는 여러 인자, 과제와 전망을 다루었다.

○ MOF는 가스의 저장, 정제, 분리 및 불균일계 촉매의 응용분야에 새롭게 각광받고 있는 물질이다. 현재 사용 중인 금속산화물과 같은 물질보다 표면적이 더 넓고 표면특성도 더 높다. 또 기공, 크기와 형태도 조절이 용이하다. 세계적으로 MOF 관련 논문이 다수 보고되고 있다.

○ 우리나라 학계에서도 MOF 관련 연구가 다수 보고되고 있다. 그러나 광촉매에 관한 연구는 적고 주로 가스저장에 관련된 연구가 주를 이루고 있다. 광촉매에 관련된 연구가 최근 국제적으로 보고된 예로는 이엽 연구팀의 “Photocatalytic CO2 reduction by a mixed metal (Zr/Ti), mixed ligand metal–organic framework under visible light irradiation” 연구를 들 수 있다.

○ MOF가 가시광 하에서 CO2를 환원(전환)하는 분야에 응용될 전망은 밝아 보인다. 정부는 UN의 “청정에너지 혁신미션” 계획에 호응하여, 핵심유망 청정에너지 기술을 선별하고, 주요 프로젝트 발굴 및 관련 분야에의 투자를 확대할 예정이다. 특히 탄소자원화 기술 개발 및 사업화의 촉진, 태양에너지를 이용하여 물과 이산화탄소로부터 화학원료 등을 생산할 인공광합성 기술의 개발 등이 주요 과제이다.

○ 탄소자원화 기술 개발을 위하여 MOF 기반 광촉매 기술이 핵심요소기술로 선정되어 이 분야의 연구가 본격적으로 수행되고 CO2 저감에 기여하기를 기대한다.