식초는 기후 위기에 맞서 싸우는 비밀 재료가 될 수 있습니다

2023년 5월 22일

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작성자: Loretta Wylde, 모나쉬 대학교

Monash University의 화학 엔지니어들은 대기 중 과잉 이산화탄소(CO2)를 사용하고 부정적인 탄소 배출을 생성할 가능성이 있는 아세트산을 생산하는 산업 공정을 개발했습니다.

아세트산은 여러 산업 공정에서 사용되는 중요한 화학 물질이며 가정용 식초, 비닐 페인트 및 일부 접착제의 성분입니다. 아세트산에 대한 전세계 산업 수요는 연간 650만 톤으로 추산됩니다.

Nature Communications에 발표된 이 세계 최초의 연구는 현재 사용되는 액체 로듐 또는 이리듐 기반 촉매를 대체하기 위해 경제적인 고체 촉매를 사용하여 포집된 CO2로부터 아세트산을 만들 수 있음을 보여줍니다.

액체촉매는 추가적인 분리 및 정제 공정이 필요합니다. 추가 가공이 필요하지 않은 생산 방식으로 만든 고체 촉매를 사용하면 배출량도 줄어듭니다.

수석 연구원 Akshat Tanksale 부교수는 이 연구가 업계에서 널리 채택될 수 있다고 말했습니다. "CO2는 대기 중에 지나치게 풍부하며 지구 온난화와 기후 변화의 주요 원인입니다. 오늘날 모든 산업 배출을 중단하더라도 자연이 천천히 균형을 이루면서 적어도 천년 동안 지구 온난화의 부정적인 영향을 계속 보게 될 것입니다. 과도한 CO2가 발생합니다."라고 Tanksale 교수는 말했습니다.

"대기 중 CO2를 적극적으로 제거하고 포집된 CO2를 대기 중으로 다시 방출하지 않는 제품으로 전환하는 것이 시급합니다. 우리 팀은 대규모로 적용할 수 있는 새로운 산업 관련 방법을 만드는 데 중점을 두고 있습니다. 네거티브 배출을 장려해야 합니다."

연구팀은 먼저 유기 다리로 연결된 철 원자의 반복 단위로 구성된 고결정성 물질인 MOF(금속 유기 골격)이라는 재료 클래스를 만들었습니다.

그런 다음 통제된 환경에서 MOF를 가열하여 다리를 깨뜨려 철 원자가 함께 모여 몇 나노미터 크기의 입자를 형성할 수 있게 했습니다.

이러한 철 나노입자는 다공성 탄소층에 내장되어 있어 가혹한 반응 조건에서도 안정성을 유지하면서 높은 활성을 유지합니다. 철 기반 촉매가 아세트산 제조에 보고된 것은 이번이 처음입니다.

산업적 관점에서 보면 새로운 공정은 더욱 효율적이고 비용 효율적일 것입니다. 환경적 관점에서 본 연구는 환경을 오염시키는 현재의 제조 공정을 크게 개선할 수 있는 기회를 제공합니다.

이는 아세트산 제품 판매로 업계에 경제적 이익을 제공하는 동시에 기후 변화를 늦추거나 잠재적으로 반전시킬 수 있는 솔루션을 의미합니다.

연구원들은 현재 탄소 활용 및 재활용을 위한 호주 연구 위원회(ARC) 연구 허브의 일환으로 업계 파트너와 협력하여 상용화 프로세스를 개발하는 과정에 있습니다.

추가 정보: Waqar Ahmad 외, 열 변형된 MIL-88B 촉매를 통한 CO2의 아세트산으로의 수성 상 전환, Nature Communications(2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38506-5

저널 정보:네이처커뮤니케이션즈