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전 세계적으로 2050 탄소중립 (Net-Zero) 달성이 화두가 된 가운데, 한양대학교와 GS칼텍스 공동 연구팀이 대기 중 이산화탄소를 유용한 화학 원료인 올레핀(Olefin)으로 전환하는 공정의 핵심 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구에서 한양대 김경학 교수 연구팀에서 밀도범함수이론(DFT) 계산을 통해 철(Fe) 기반 촉매의 성능을 극대화할 수 있는 원리를 규명하였다. 특히 계산과학을 통하여 CeO2와 Al2O3 두 가지 지지체에 따라 이산화탄소가 전환되는 경로가 달라짐을 확인하였다.

특히, CeO2기반 지지체를 사용할 경우 탄소-탄소 결합(C-C coupling)의 에너지 장벽이 거의 없는 수준(0.01 eV)으로 낮아져, 올레핀 생산 효율이 획기적으로 높아진다는 사실을 입증했습니다. 또한, 연구팀은 촉매의 활성을 예측할 수 있는 간단한 지표로 **'전기음성도(Electronegativity)'**를 새롭게 제안하였고, 이는 향후 고성능 촉매를 더욱 쉽고 빠르게 설계할 수 있는 핵심 가이드라인이 될 전망이다.

이번 성과는 단순한 이론 연구에 그치지 않고, 기업의 실무적 요구와 대학의 원천 기술이 결합된 산학협력의 모범 사례로써 한양대학교의 최첨단 시뮬레이션 기술과 GS칼텍스 CO2L 프로젝트 팀의 실험 데이터에 기반한 연구결과를 표면분야 상위 5%이내의 국제학술지에 게재하였다.

이 기술이 추후 발전하여 상용화되면 공장이나 발전소에서 배출되는 이산화탕소를 직접 포집하여 플라스틱, 세제, 섬유의 원료가 되는 고부가가치 올레핀으로 바꿀 수 있게되고, 이는 환경 보호와 경제적 수익 창출이라는 두 마리 토끼를 동시에 잡는 혁신적인 솔루션이 될 수 있다.