미생물에서 발견되는 생체효소를 모사하여 일산화탄소를 효율적으로 전환하는 핵심 기술이 개발됐다.

24일 한국연구재단에 따르면 이윤호 교수(한국과학기술원) 연구팀은 일산화탄소 탈수소효소·아세틸 조효소A 생성효소(CODH /ACS) 반응을 모사해 니켈 기반의 전이금속 촉매를 개발했다.

일산화탄소는 합성천연가스, 메탄올 등 대체연료를 비롯해 다양한 화학물질로 전환될 수 있어 산업적으로 활용 범위가 넓다. 다만 일산화탄소가 금속 촉매와 너무 강하게 결합해 촉매의 활성을 떨어뜨리고, 원하는 특정 물질로의 선택적 전환이 쉽지 않은 한계가 있다. 

이에 연구팀은 CODH/ACS 효소의 활성자리인 3개의 황 원자로 배위된 니켈 금속을 모방하기 위해 다양한 세 자리 리간드를 이용한 니켈 화합물을 합성하고, 금속-탄소화합물의 전환반응을 유도했다. 특히 일산화탄소가 금속 촉매 활성을 억제하는 문제를 성공적으로 해결하기 위해 경직성이 강한 리간드를 도입했다. 

이윤호 교수는 “이 연구는 경직성 리간드를 활용하여 금속 구조의 선택성을 높이고, 일산화탄소 탈락 또는 전환이 용이한 촉매 기술을 개발한 것”이라며 “일산화탄소가 반응에 포함되는 다양한 전이금속 촉매 개발에 적용될 수 있어, 큰 파장이 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 C1가스리파이너리사업 지원으로 수행됐으며, 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, 1월 17일)와 어카운트 오브 케미칼 리서치(Accounts of Chemical Research, 4월 10일)에 연이어 게재됐다.