Syzygy, 광촉매 적용 항공연료·화학제품 생산 … 롯데 200kg 실증

이산화탄소(CO2)와 메탄(Methane)을 원료로 지속가능한 연료 생산이 가능해질 것으로 기대된다.
미국 스타트업 시지지(Syzygy Plasmonics)는 2023년 봄 드라이 메탄 리포밍 파일럿 플랜트를 가동할 계획이다. 메탄 리포밍은 광촉매 기술을 활용해 지속가능 연료 및 화학제품 원료를 생산하는 기술 개발 프로젝트이다.
메탄 리포밍 파일럿 플랜트는 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 원료로 합성연료, 화학제품 원료 등을 생산하며, 이산화탄소 추가 발생 없이 저코스트와 낮은 에너지로 지속가능한 항공연료(SAF), 메탄올(Methanol) 등을 생산해 탄소중립에 기여할 것으로 기대되고 있다.
시지지는 4월부터 미국 연구기관 RTI International, 노르웨이의 에너지 메이저 Equinor의 CVC(Corporate Venture Capital) 등과 드라이 리포밍 파일럿 프로젝트를 추진할 계획이다.
시지지가 광촉매와 드라이 리포밍을 활용해 이산화탄소, 메탄을 원료로 일산화탄소(CO)와 수소가 혼합된 합성가스를 제조하고, 생성된 일산화탄소와 수소는 RTI 보유설비에서 피셔트롭스(Fischer-Tropsch) 합성반응을 통해 SAF 및 메탄으로 전환하는 것으로 알려졌다.
시지지는 2023년 봄 연구실 스케일로 파일럿 실험을 시작하고 4-5개월 후 데모 수준으로 기술을 확립하며 조기에 실증실험으로 이행할 계획이다.
시지지는 2017년 미국 라이스대학에 설립된 스타트업으로 광촉매를 이용해 다양한 화학반응을 전기화하는 기술을 보유하고 있다.
LED(Light Emitting Diode)의 광에너지를 활용하는 플라모닉 광촉매 효과로 저가의 구리-철 촉매로도 귀금속계 촉매와 동등한 반응성과 효율을 얻는 데 성공했다.
드라이 리포밍 프로젝트에서는 기존 공법이라면 합성가스를 제조할 때 섭씨 800도 이상의 열에너지가 필요한 반면, 재생에너지 베이스 전기를 사용하고 LED로 빛을 조사함으로써 화학반응을 전기화하는 시지지 기술이라면 이산화탄소 배출량을 줄이고 고온에서 화학반응 촉진이 요구되는 백금이나 팔라듐(Palladium), 루테늄(Ruthenium) 등 백금족을 사용한 귀금속 촉매를 사용하지 않아도 될 것으로 알려졌다.
현재 세계 각지에서 시장 형성이 가속화되고 있는 SAF는 바이오연료를 베이스로 한 제조 프로젝트가 주류를 이루고 있다.
한편, 일본 스미토모(Sumitomo)상사는 시지지가 2023년 봄 가동할 드라이 메탄 리포밍 파일럿 플랜트에 자금을 지원해 주목된다.
스미토모상사는 탈탄소화는 물론 공급 확대를 위해 메탄과 이산화탄소에서 SAF를 유도하는 방법이 가장 현실적이라고 판단하고 시지지 프로젝트를 적극 지원하고 있으며, 스폰서 자격으로 기술 개발을 지원하며 기술을 확립하면 최우선적으로 사업화하는 것을 목표로 장치 최적화 등을 진행하면서 세계 각지의 수요에 맞는 SAF 및 메탄올 사업화를 검토할 방침이다.
스미토모상사는 2019년 시지지 출자 이후 2번 증자했으며 시지지와 연계해 수소‧암모니아(Ammonia) 사업 개발에도 도전하고 있다.
2022년 8월 롯데케미칼과 시지지의 광촉매를 이용해 암모니아를 일반적인 열분해보다 낮은 에너지 및 코스트로 고효율 분해하고 수소를 제조하는 기술 개발에 착수했으며 조기 사업화를 위해 2023년에는 롯데 사업장에 하루 생산능력 200kg의 실증설비를 도입할 예정이다. (강윤화 책임기자)