국내 연구팀, 생체효소 모사 일산화탄소 전환 촉매 개발

 

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. 

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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.