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. [현장취재]충남대학교 총동창회, 총학생회와 2만 학우에게 호소문 발표
  2. 송강사회복지관 한가위 나눔 행사
  3. 취약계층 아동·청소년 위한 사랑의 의류 나눔 전달식
  4. '대전시립손소리복지관, 수어로 즐기는 대전 빵지순례' 영상 공개
  5. [현장취재]충남대학교 총동창회, 김정겸 총장에게 입장문 전달
  1. [현장취재]대전크리스찬리더스클럽 9월 예배
  2. "세종·서울 이(二) 수도 체제" 대통령 선언에 일제히 환영
  3. 정은교 재분원 대표, 초록우산 '그린리더클럽' 가입
  4. 추석 맞이 '건강한 웃음꽃 피는 한가위'
  5. 대전오월드서 만나는 '달빛 호랑이'…추석 특별 이벤트

헤드라인 뉴스


한우, 카타르 수출길 열렸다… 뼈 없는 쇠고기 가능

한우, 카타르 수출길 열렸다… 뼈 없는 쇠고기 가능

농림축산식품부가 카타르와 뼈 없는 한우 수출 위생 조건 협의를 마쳤다. 앞으로 국내 수출업체는 양국이 협의한 위생 조건과 카타르가 인정하는 할랄 요건을 충족한 쇠고기를 카타르로 수출할 수 있게 됐다. 농식품부(장관 송미령)는 카타르 공공보건부와 뼈 없는(Boneless) 쇠고기 수출에 필요한 위생 조건과 검역증명서 서식 협의를 완료했다고 20일 밝혔다. 이번 수출길은 지난 4월 주카타르 대한민국 대사관과 카타르 공공보건부 간 실무 면담에서 열리기 시작했다. 당시 카타르 측이 뼈 없는 한우 수출이 가능하다는 입장을 밝히자, 농식품부가..

천안법원, 휠체어 탄 노인 추돌사고로 사망케 한 20대 여성 벌금형
천안법원, 휠체어 탄 노인 추돌사고로 사망케 한 20대 여성 벌금형

휠체어를 탄 노인을 들이받아 사망케 한 20대 운전자가 벌금형을 선고받았다. 대전지법 천안지원 형사4단독은 교통사고처리특례법위반(치사)혐의로 기소된 A(29·여)씨에게 벌금 500만원을 선고했다. 20일 법조계에 따르면 A씨는 2025년 9월 15일 오전 5시 40분께 동남구 서부대로 풍세방면에서 새말사거리 방면으로 편도 3차로를 따라 3차로로 진행했다. A씨는 운전하면서 전방 및 좌우를 잘 살피고 조향 및 제동장치를 정확하게 조작하는 등 안전하게 운전해 사고를 미리 방지해야 할 주의의무가 있었다. 그럼에도 불구하고 A씨는 이를 게..

2026 추석 차례상 19만 6630원… 지난해보다 1.5% 줄었다
2026 추석 차례상 19만 6630원… 지난해보다 1.5% 줄었다

2026년 추석 차례상 차림 비용이 지난해보다 1.5% 내려 평균 19만 6630원으로 조사됐다. 한국농수산식품유통공사(aT, 사장 홍문표)는 추석을 1주일 앞둔 지난 18일 전국 22개 지역의 전통시장 17곳과 대형유통업체 36곳에서 가격을 조사했다. 조사 대상은 4인 가족 차례상에 필요한 채소·과일·축산물 등 8개 부류 24개 품목이다. 결과를 보면, 평균 차림 비용은 지난해 추석 1주 전보다 1.5% 낮았다. 추석을 코앞에 두고 대규모 할인 행사가 이어진 영향이다. 부류별로는 축산물이 지난해보다 2.5% 올랐다. 반면 과일류는..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 차례상 차리기 배우는 어린이들 차례상 차리기 배우는 어린이들

  • ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득 ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득

  • 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검

  • ‘대한민국의 情을 보냅니다’ ‘대한민국의 情을 보냅니다’