스킵네비게이션

공장에서 배출되는 저농도 이산화탄소를 포집해 산업현장에 중요한 원료로 사용되는 일산화탄소로 전환할 수 있는 기술이 개발됐다. 

한국과학기술연구원(KIST)은 원다혜·이웅 청정에너지연구센터 선임연구원팀과 황윤정 서울대 교수 연구팀이 저농도의 이산화탄소를 활용해 높은 효율로 일산화탄소를 생산할 수 있는 촉매와 공정 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. 

이산화탄소를 유용한 화합물로 전환하는 기술은 탄소 배출을 줄이는 핵심 기술로 확발히 연구중이지만 고순도의 이산화탄소가 필요하다는 어려움이 있다. 이산화탄소는 화학적으로 안정적인 물질이어서 고순도의 이산화탄소를 화학반응에 활용해야 반응 속도와 효율을 높일 수 있기 때문이다. 실제 산업현장에서 나오는 배출가스에는 질소와 산소, 질소산화물 등과 함께 이산화탄소가 10% 가량 포함돼 있는 수준이다. 

이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 과정에서는 은 촉매가 주로 사용된다. 고순도 이산화탄소를 은 촉매로 반응시키면 생성물의 95%가 일산화탄소로 생성된다. 하지만 이산화탄소가 10% 가량 포함된 저농도 이산화탄소를 사용하면 40%의 일산화탄소와 60%의 수소가 발생한다.

연구진은 수소 발생을 줄여 일산화탄소 발생 효율을 높일 수 있도록 니켈 단원자 촉매를 개발했다. 그동안 철이나 니켈 등 일반 금속은 은이나 백금 등 귀금속보다 반응성이 좋지 않아 이산화탄소 전환 촉매로 만들기 어려웠지만 연구진은 단일 원자 형태로 만들면 효율이 좋아진다는 데 착안해 새로운 촉매를 개발했다. 

개발된 니켈 단원자 촉매로 저농도(10%) 이산화탄소를 반응시켜 93%의 일산화탄소를 생성할 수 있는 성과를 얻었다. 원다혜 KIST 선임연구원은 “이번에 개발한 촉매 기술은 저농도 이산화탄소를 활용하는 다양한 전기화학적 전환 시스템에 응용될 수 있다”며 “전기화학적 이산화탄소 전환 기술의 경제성을 확보하기 위해 배기가스를 별도의 정제과정 없이 직접 활용하기 위한 다양한 기술도 함께 개발 중”이라고 밝혔다.

원문기사 : dongascience.com/news.php?idx=50250