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. 단양군엔 3억6000만원 내라면서…105억 발전소 수익은 감춘 한국수자원공사
  2. 대전역세권 복합2-1개발 무산 수순... 전략 재정비해야
  3. 세종 행정수도특별법, 9월 논의 불발… 국감 이후 격랑 속으로
  4. 수사권 개편에 인력 몰아놓은 대전경찰… 생활치안 균형 ‘시험대’
  5. 충주시, 내년 생활임금 13.5% 인상…시급 1만 2630원
  1. 글로컬대학 ‘통합’ 곳곳서 난항… 충남대·공주대 사업 향방은
  2. 농어촌 기본소득 내년 35개 군으로 확대되는데… 전산시스템 부재는 여전
  3. [한성일이 만난 사람]임영진 (주)로쏘 성심당 대표
  4. 세종시 복싱의 간판 '장동환', 29일 아시안게임 결승 정조준
  5. 전국 보훈병원 전문의 못 찾아 휴진도…대전병원도 신장내과 전문의 부재

헤드라인 뉴스


세종 행정수도특별법, 9월 논의 불발… 국감 이후 격랑 속으로

세종 행정수도특별법, 9월 논의 불발… 국감 이후 격랑 속으로

세종 행정수도 완성을 위한 특별법이 사실상 오는 12월 정기국회 막바지, 예산 정국 아래 논의 테이블에 오를 가능성이 높아졌다. 대여 공세에 집중하고 있는 야당이 10월 국정감사 이후 논의 입장을 고수하면서, 이달 말 회의 개최가 어려워졌기 때문이다. 28일 국회 등에 따르면 국토교통위원회 국토법안심사소위원회 회의 일정을 둘러싼 여·야 간사 간 협의가 끝내 매듭을 짓지 못한 것으로 파악됐다. 앞서 여당인 더불어민주당 측은 10월 국감에 앞서 이달 29~30일 회의 개최를 제안한 바 있다. 그러나 국민의힘이 국감 이후인 11월 개최를..

가을야구 멀어진 한화… 남은 시즌은 ‘내년 찾기’
가을야구 멀어진 한화… 남은 시즌은 ‘내년 찾기’

길었던 11연패에서 벗어난 한화 이글스가 사실상 멀어진 가을야구 대신 내년 시즌을 위한 전력 점검에 나설지 주목된다. 정규시즌이 막바지에 접어든 만큼 신인과 퓨처스 선수들의 가능성을 확인하는 동시에 올 시즌 뚜렷한 주인을 찾지 못한 중견수 등 취약 포지션의 해법을 찾는 것이 남은 과제로 떠올랐다. 한화는 28일 부산 사직구장에서 열린 롯데 자이언츠와의 경기에서 6-2로 승리하며 11연패에서 탈출했다. 한화는 55승 76패 4무로 9위에 머물며 5위권과 격차가 크게 벌어져 포스트시즌 진출은 사실상 어려워졌다. 남은 경기의 초점은 승수..

충청권 암 환자들 수도권 병원 진료·수술 쏠림 뚜렷
충청권 암 환자들 수도권 병원 진료·수술 쏠림 뚜렷

충청권 '암 수술 자체 충족률'이 전국 5대 권역 중에 가장 낮은 것으로 나타났다. 암 환자들이 수술을 받으러 충청 소재 병원이 아니라 수도권 병원으로 간다는 얘기다. 그러다 보니 비수도권 암 환자 중 수도권 주요 병원에서 진료받는 환자 역시 충청권이 가장 많았다. 국회 보건복지위원회 더불어민주당 박용갑 의원(대전 중구)이 28일 제공한 보건복지부와 국민건강보험공단의 '시도별 10대 암 수술 자체 충족률' 자료를 분석한 결과, 최근 5년간(2021∼2025년) 대장암과 폐암, 위암, 간암 등 10대 암 수술의 자체 충족률은 서울 9..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과

  • ‘다시, 집으로’ ‘다시, 집으로’

  • 막바지 귀경길 막바지 귀경길

  • 세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미 세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미