화학뉴스

국내 연구진이 이산화탄소(CO2)의 유용 화합물 전환 생산성을 2배 높이는 기술을 개발했다.
한국에너지기술연구원 박기태 박사 연구팀은 이산화탄소를 에틸렌(Ethylene), 합성가스, 일산화탄소(CO), 개미산 등 유용한 화합물로 전환하는 효율을 2배 이상 높일 수 있는 전기화학적 이산화탄소 전환기술을 개발했다고 5월27일 밝혔다.
전기화학적 이산화탄소 전환기술은 물과 전기에너지를 이용해 이산화탄소를 화학원료로 바꾸는 탄소중립 핵심기술이다.
전환 반응에 필요한 에너지를 줄이기 위해 기체인 이산화탄소를 전해액에 녹여 사용하지만 전해액에 녹일 수 있는 이산화탄소의 양(용해도)이 너무 적어 생산성이 낮다는 한계가 있다.
최근 기체 상태의 이산화탄소를 전해액과 맞닿아있는 촉매 층으로 직접 공급하는 기체확산 전극에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 역시 전해액이 필요하다.
연구팀은 수증기를 이용해 전해액을 대체함으로써 전해액 사용에 따른 제조 비용을 획기적으로 낮추었다.
수증기가 촉매의 표면에 맺혀 얇은 액체막을 만들고 기체 상태의 이산화탄소가 연속적으로 녹아 들어가 빠르고 효과적으로 반응을 일으킬 수 있다.
연구팀은 새로 개발한 기술을 일산화탄소 생산 공정에 적용해 같은 전압 조건에서 기존 전해액 사용 기술 대비 생산성을 2배 이상 높였다.
낮은 이산화탄소 용해도 문제를 해결하고 전기 저항으로 작용하는 전해액 층을 제거해 93%의 높은 패러데이 효율을 달성했으며 생산에 드는 전력을 30% 이상 줄일 수 있고 전해액 뿐만 아니라 전해액 사용에 따른 장치·운전 비용까지 줄임으로써 생산단가를 절반 이하로 낮출 수 있다는 결과를 얻었다.
연구팀은 새로 개발한 기술을 플랜트 엔지니어링 전문기업 성광이엔텍에게 이전했다.
박기태 박사는 “이산화탄소 포집 플랜트와 연계해 소형 파일럿 실증 연구를 진행하고 있다”며 “2025년까지 하루 1톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 수준으로 확대할 계획”이라고 강조했다. (강윤화 선임기자)