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. 대전 도시철도 1호선 식장산 역 건설 사업 잠정 중단
  2. "서산 삼길포가 들썩였다", 제20회 우럭축제 2만여 인파 북적, 서산 대표 여름축제 위상 빛났다
  3. 당진시, 청주국제공항 직통 고속버스 신규 운행… 대중교통 이용 편의 대폭 향상
  4. “예술가의집 시민 환원” 못 박은 허태정…문화재단·예총 새 거처는?
  5. 순천향대 의대 11명 초과선발 파장… 2028학년도 모집인원 감축
  1. 한밭대 차기 총장선거 한달 앞으로…후보군 윤곽 속 선거전 본격화
  2. "대덕특구 공동관리아파트 부지, 국가차원 전략 수립을" 국회 토론회서 제기
  3. 충남도, 천안·아산·보령 등 하천 개선에 1477억 원 투입
  4. 대전 여야, 새 시당위원장 선출 등 조직개편 착착
  5. [중도초대석] 조성칠 대전시의회 의장 "시민에게는 더 낮게, 집행부에는 더 날카롭게"

헤드라인 뉴스


거듭된 폭염에 달아오른 충남…바다도 농가도 ‘부글부글’

거듭된 폭염에 달아오른 충남…바다도 농가도 ‘부글부글’

폭염이 최근 지속하면서 충남 지역에 인접한 해안과 과수 농가 일대가 뜨겁게 달아오르고 있다. 특히 연일 오르는 수온으로 인해 서해연안 일대를 비롯해 가로림만과 천수만 일원에는 최근 고수온 경보가 발효됐으며, 농가에서는 사과와 배 등 주력 과수의 품질 저하 및 일소 피해가 증가하고 있다. 4일 해양수산부 및 국립수산과학원 등에 따르면 서해연안(충남 당진시 도비도항 남단~광주특별시 신안군 암태도 남단)과 충남 가로림만, 천수만 일원에는 3일부터 고수온 경보가 내려진 상태다 고수온 경보는 연안 수온이 28℃ 이상인 상태가 3일 이상 유지..

李 "돈 없으면 취재도 못하나"… 해외동행 언론 부담 개선 지시
李 "돈 없으면 취재도 못하나"… 해외동행 언론 부담 개선 지시

이재명 대통령은 4일 "돈 없으면 취재도 못 하나"라며 대통령 전용기인 공군 1호기 해외 동행 취재 언론인들의 출장비 경감 방안 마련을 지시했다. 검찰의 보완수사권 폐지를 담은 형사소송법 개정안과 선관위 특검법안을 비롯해 공중화장실 불법 촬영 탐지시스템 의무화와 장애인 대상 성범죄 처벌 강화, 위기 사업자 세무조사 연기, 대전 중대범죄수사청 개청 예산 등도 의결했다. 이 대통령은 이날 오전 청와대에서 열린 제34회 국무회의에서 최근 미국과 아메리카 3개국 순방과 관련해 "이번에 요구 출장비 수준이 2000만원을 넘었지 않았을까 싶다..

폭염에 멈추는 프로야구…KBO, 중대경보 땐 오후 1시 전 취소 결정
폭염에 멈추는 프로야구…KBO, 중대경보 땐 오후 1시 전 취소 결정

한국야구위원회(KBO)가 기록적인 폭염 속 프로야구 경기 운영 기준을 마련했다. 폭염 단계에 따라 경기 시작 시간을 늦추거나 취소할 수 있도록 기준을 구체화해 관중과 선수단 보호에 나선 것이다. KBO는 4일 기상 특보 수준에 따른 프로야구 경기 운영 방안을 발표했다. 최근 이어지는 폭염으로 경기장 내 온열질환 위험이 커지면서 안전 관리 체계를 강화하기 위한 조치다. 이번 기준은 기상청 폭염 특보 발효 여부를 바탕으로 한다. 폭염주의보는 일 최고 체감온도 33도 이상인 상태가 이틀 이상 이어질 것으로 예상될 때, 폭염경보는 35도..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 폭염에 도로 위 피어오른 ‘아지랑이’ 폭염에 도로 위 피어오른 ‘아지랑이’

  • ‘폭염에도 일을 쉴 수 없어요’ ‘폭염에도 일을 쉴 수 없어요’

  • 민주당 당대표·최고위원 충청서 순회경선 시작 민주당 당대표·최고위원 충청서 순회경선 시작

  • 북적이는 계곡과 한산한 도심 북적이는 계곡과 한산한 도심