메탄으로부터 고순도 수소 및 고부가 탄소를 동시에 생산하는 

CO

2-free 기술

혁신적 용융 금속 촉매 개발

계산 화학 기반 

3성분계 촉매 제시

메탄 직접 열분해 반응 기술

저활용 가스

(천연가스, 바이오가스) 기반 메탄

고순도 청정수소 생산

메탄

고부가가치 탄소 생산

Se

Bi

Se

Ni

• 기포 거동 제어
• 금속 표면 농도 개선
• 금속 전자밀도 개선

촉매 활성 및 수소 생산성이 개선된

, 셀레늄이 도입된 용융금속 촉매 개발

이론적인 이해를 기반으로 한 원천 촉매 기술 제시

용융금속 촉매 표면 구조 최적화

지시자 모델 구축

3성분계 촉매 후보 도출

촉매 표면 활성 및 기포 제어 성능이 고려된 신개념 용융 금속 촉매 제시

실험적 검증

금속 조촉매 스크리닝

셀레늄 도입을 통한 기포 제어 성능 향상

촉매의 기포 제어 성능 및 표면 성능 개선

조촉매 조성 최적화 연구

탄소 정제 기술 개발

실험적 검증

용융금속 용융염 이중층 촉매 도입을 통한 촉매 활성 및 탄소 순도 개선

기포 지체 현상을 통한 수소 생산성 향상

용융염 도입을 통한 탄소 순도 개선

탄소

용융염

용융금속

메탄 전환율 증가

계면 장력

기포 상승 지체 현상

최적 촉매층 도출

탄소 순도 개선

바닥부터 투입한 메탄 가스 기포가 위로 떠오를 때,

 용융염/용융금속 사이 통과 속도 느려지도록 유도

 → 기존에 비해 메탄 가스가 반응 구간에 머무는 시간 증가

  → 비교적 오래 반응 가능 → 수소 생산량 증가

바닥부터 투입한 메탄 가스 기포가 위로 떠오를 때,

 용융염/용융금속 사이 통과 속도 느려지도록 유도

 → 기존에 비해 메탄 가스가 반응 구간에 머무는 시간 증

  → 비교적 오래 반응 가능 → 수소 생산량 증가

가운데 덩어리(탄소 부산물, 고부가 

소재, 활용도 높음) 전자현미경 확인 

→ 니켈(녹색)과 같은 금속 촉매는 

용융염 층 거치며 제거

→ 탄소 순도 개선

가운데 덩어리(탄소 부산물, 고부가 

소재, 활용도 높음) 전자현미경 확인

→ 니켈(녹색)과 같은 금속 촉매는

용융염 층 거치며 제거

→ 탄소 순도 개선

탄소

나트륨

부산물

니켈

[그림 5] 주요 논문 기여자(왼쪽 아래부터 시계 방향으로 1저자 손주호 학생연구원, 교신저자 한승주 선임연구원, 공동저자 이동현 
학생연구원

, 박경아 연구원)

[그림 6] 한승주 선임연구원 연구팀(가운데 위쪽 교신저자 한승주 선임연구원, 가운데 아래쪽 1저자 손주호 학생연구원)

[그림 7] 이동현 학생연구원이 액체 상태로 촉매를 녹인 후 메탄-수소 전환시키는 장비를 작동시키고 있다

[그림 8] 박경아 연구원(오른쪽)과 이동현 학생연구원이 메탄-수소 전환 장비 작동 상황을 모니터링 하고 있다

[그림 9] 1저자 손주호 학생연구원이 수소 전환 부산물(탄소생성물)과 촉매 샘플을 보여주고 있다