지구온난화 주범 이산화탄소를 고부가가치 물질로?… KAIST 실마리 찾아

  • 경제/과학
  • 대덕특구

지구온난화 주범 이산화탄소를 고부가가치 물질로?… KAIST 실마리 찾아

싼 중성 전해물로 다탄소화합물 선택적 생성 공정 개발
이산화탄소 전환율·다탄소화합물 선택도 3~4배 개선

  • 승인 2020-06-03 17:26
  • 수정 2021-05-14 09:34
  • 임효인 기자임효인 기자
ㅇ
(왼쪽 뒤부터 시계방향으로) 송학현 박사과정, 오지훈 교수, 탄잉촨 박사후 연구원, 이범려 석사과정. KAIST 제공

국내 연구진이 이산화탄소를 에틸렌이나 에탄올 같은 다탄소화합물로 전환할 수 있는 단초를 찾아냈다. 이산화탄소 농도 조절로 다탄소화합물 선택도를 높인 기술로 지구온난화 주범을 산업적 고부가가치를 지닌 물질로 바꿔 기존 석유화학산업의 지형에 변화를 불러올 것으로 기대된다.

3일 KAIST에 따르면 신소재공학과 오지훈 교수 연구팀은 이산화탄소 전기화학 환원 반응 시 값싼 중성 전해물(전해질)에서도 다탄소화합물을 선택적으로 생성할 수 있는 공정을 개발했다.

오 교수 연구팀은 중성 전해물을 사용해 구리(Cu) 촉매 층 내부의 이산화탄소 농도를 조절한 결과 기존 공정과 비교해 각각 이산화탄소 전환율은 5.9%에서 22.6%로, 다탄소화합물 선택도는 25.4%에서 62%가량까지 대폭 높아진 공정과 촉매 층 구조를 확인했다.

이산화탄소를 전기화학적으로 환원 반응시키면 수소·일산화탄소·메탄 등 다양한 물질이 동시에 생성되는데 그중 2개 이상의 탄소로 구성된 다탄소화합물이 산업적으로 중요한 가치로 인해 주목을 받고 있다. 기존 연구는 탄소화합물의 선택도를 높이기 위해 주로 알칼리성 전해물에 의존해 새로운 촉매 개발에 집중했지만 알칼리성 전해물은 부식성과 반응성이 커 이를 적용한 기존 공정은 유지비용이 비싸고 촉매 전극의 수명도 짧다는 단점이 있다.

오 교수 연구팀은 기존과 달리 역발상적 생각으로 연구를 시작했다. 구리 촉매 층 내부의 이산화탄소 농도를 오히려 감소시켰는데 성능이 떨어진다고 여겨왔던 중성 전해물에서도 기존에 보고된 연구 성과를 뛰어넘는 고성능을 보여줬다. 이번 연구에서는 중성 전해물을 사용했음에도 불구하고 사용된 전극은 10시간이 넘도록 일정하게 높은 다탄소화합물의 선택도와 생성량을 유지한 것으로 나타났다.

연구팀은 또 이산화탄소의 물질이동 모사 모델의 결과를 활용해 구리 촉매 층의 구조와 이산화탄소 공급 농도·유량을 제어한 결과 촉매 층 내부의 이산화탄소 농도 조절도 성공했다. 그 결과 내부의 농도가 최적일 때 다탄소화합물의 선택도가 높아짐을 확인했다.

오지훈 교수는 "연구팀이 발견한 촉매 층 내부의 이산화탄소 농도와 다탄소화합물의 선택도 간의 관계는 그동안 촉매 특성에 치우쳐있던 연구에 새로운 방향을 제시하고 동시에 산업적 활용에서 공정 유지비용 절감은 물론 촉매 전극 수명 연장에 이바지할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

 

한편 KAIST는 과학기술을 통한 경제발전이라는 정부의 목표 아래 국내 최초의 연구중심 이공계 특수대학원으로 1971년 설립됐다. 정부는 과학기술원 설립과 운영을 위한 특별법을 제정해 최신식 장비·우수한 교수진 및 학생을 위한 교육비 지원과 병역에 대한 면제 조치를 적용할 수 있는 과학기술처 산하 교육 기관을 설립하기로 했다.

KAIST는 교육·연구·기술사업화·국제화·미래전략 혁신을 추구해 인류의 행복과 번영에 이바지하는 과학기술 대학으로서 사명을 다하기 위해 노력하고 있다.

 

임효인 기자 

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. "검은 연기 뒤덮은 서산"… 크레아 공장 대형화재, 11시간 사투 끝 진화
  2. [주말 사건 사고] 서산 공장 화재로 소방대원 2명 부상, 직원 6명 대피
  3. 김태흠 선거벽보 누락… 충남선관위, 사과 및 재발방지 약속
  4. 대전 방문한 박근혜 전 대통령! '손가락 2번 포즈' 요청에 보인 반응은?
  5. 원자력발전소 연료 만드는 대전공장…환경방사선 안정·기술수출까지
  1. 올 여름 충청권 평년보다 무덥고 비도 많이 내린다
  2. 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보
  3. “집 가까운 병원에서 보훈 진료를…” 위탁병원 공개모집 관심 필요
  4. "표결집", "검증확대" 제안… 교육감 선거 주도권 경쟁 격화
  5. 반환점 향하는 공식선거전…與野 중원 혈투 점입가경

헤드라인 뉴스


충청권 유권자 481만명… ‘캐스팅보트’ 영향력 커지나

충청권 유권자 481만명… ‘캐스팅보트’ 영향력 커지나

6·3 지방선거에서 충청권 유권자 수가 처음으로 480만 명을 넘어서며 높아진 지역 위상을 실감케 했다. 특히 대전·세종·충남·충북을 합친 충청권 유권자는 호남권보다 55만 명 이상 많은 것으로 집계돼, 전국 선거 구도에서 금강벨트 표심 영향력이 커지고 있다. 여야 모두 충청 표심 확보에 총력전을 펼치는 이유 가운데 하나가 바로 이 때문으로 분석된다. 25일 중앙선거관리위원회에 따르면 최근 확정한 제9회 전국동시지방선거 선거인명부에 따르면 이번 지방선거 전체 유권자 수는 4464만 9908명이다. 이는 2022년 제8회 지방선거보다..

박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"
박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"

박수현 더불어민주당 충남도지사 후보가 기자회견, 간담회 등을 통해 네거티브에 흔들리지 않고 충남 발전 정책으로 승부하겠다는 의지를 밝혔다. 김태흠 국민의힘 충남도지사 후보는 합동 유세 등에서 도정 성과를 앞세우며 적임자임을 강조했다. 박 후보는 26일 충남도청 프레스센터에서 열린 손세희 더불어민주당 홍성군수 후보와 무소속 이두원 후보 단일화 기자회견에서 최근 네거티브에 대한 입장을 밝혔다. 박 후보는 "지금 네거티브가 극성을 부리고 있지만 이에 흔들리지 않겠다"라며 "네거티브가 중심이 아니라 충남의 미래를 놓고 경쟁하겠다"고 강조했..

4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락
4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락

전국 아파트 1순위 청약 경쟁률이 10개월 연속 한 자릿수를 기록한 것으로 나타났다. 26일 분양평가 전문회사 리얼하우스가 청약홈 자료를 분석한 결과 올해 4월 전국 1순위 평균 청약 경쟁률(12개월 이동평균 기준)은 6.70대 1로 집계됐다. 이는 전달(6.99대 1) 대비 0.29포인트 하락한 수치다. 지난해 같은 달 14.52대 1)과 비교하면 절반 이하 수준이다. 전국 1순위 평균 청약 경쟁률은 지난해 5월 14.80대 1로 정점을 찍은 뒤 하락세로 전환됐다. 이후 지난해 7월(9.08대 1) 한 자릿수 구간을 진입한 뒤 1..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보

  • 가정마다 배달된 선거공보물 가정마다 배달된 선거공보물

  • 대전지역 후보들 지원유세 나선 박근혜 전 대통령 대전지역 후보들 지원유세 나선 박근혜 전 대통령

  • 부처님 오신 날 분위기 고조시키는 봉축탑 부처님 오신 날 분위기 고조시키는 봉축탑