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. '저평가 우량주' 대전이 뜬다 가치상승 주목
  2. 교통망 넓히고 생활권 키우고…도시 체급 키우는 대전
  3. 박종원 민주당 담양군수 후보, 유권자 금품살포 논란
  4. 대전시장 후보자 토론회
  5. 대전 환경단체 “공영주차장 태양광, 법정 의무 넘어 50면으로 확대해야”
  1. 무인점포 17번 절취한 절도범 어떻게 잡혔나?(영상)
  2. 때 이른 더위 식히는 쿨링포그
  3. [2026 행복한 대전교육 프로젝트] 다문화 사회의 해답 '학생 맞춤형 교육'에서 찾다
  4. [충남도민과의 약속, 후보 공약 비교] 박수현 "산업·사회에 AI도입" vs 김태흠 "민선8기에 이미 시작"
  5. 공식 선거운동 D-1, 선거벽보 점검

헤드라인 뉴스


충청에도 민주화운동 있었다…5·18유공자에 28명 이름 올라

충청에도 민주화운동 있었다…5·18유공자에 28명 이름 올라

1980년 대전과 충남에서 5·18 민주화운동을 이끌었던 지역 대학생 포함 28명이 45년이 흐른 지난해 5·18 민주 유공자로 이름을 올렸다. <중도일보 2024년 5월 17일 자 1면, 8면 보도> 당시 독재 정권에 맞서 시국 선언과 민주시위에 나섰다가 계엄군에 의해 인권 탄압을 겪은 지역 대학생들도 민주화를 이끈 공로를 인정받았다는 점에서 의미가 크다. 최근 스타벅스 '5·18 탱크데이' 논란으로 역사의식 부재 문제가 도마 위에 오른 가운데, 충청권에서도 민주 항쟁이 일어났던 만큼 역사 제고와 시민적 관심이 필요하다는 목소리가..

스타벅스 `5·18 이벤트` 파장… 지역 시민단체 "반인륜적 마케팅"
스타벅스 '5·18 이벤트' 파장… 지역 시민단체 "반인륜적 마케팅"

"오월 영령을 모욕하고 역사를 희화화한 스타벅스는 진정성 있게 사죄하라!" 스타벅스가 5·18 민주항쟁 기념일에 진행한 '탱크데이' 이벤트를 두고, 지역사회의 지탄이 쏟아지고 있다. 이와 관련 스타벅스는 두차례 공식 사과와 대표 경질 등 사태 진화에 나섰으나, 시민사회단체는 "이번 사안은 단순 실수가 아닌 반역사적·반인륜적 마케팅"이라고 규탄하며, 진정성 있는 사과와 재발 방지대책을 촉구했다. 스타벅스 코리아는 지난 18일 5·18 민주화운동 기념일을 맞아 '탱크데이' 텀블러 할인 행사를 진행했다 여론의 뭇매를 맞았다. '탱크데이'..

[청년이 미래-1편] "나에게 딱 맞는 청년월세지원사업은?" 대전시 vs 국토부
[청년이 미래-1편] "나에게 딱 맞는 청년월세지원사업은?" 대전시 vs 국토부

대전시 청년들의 주거비 부담을 덜어주기 위한 '2026 청년월세지원사업'이 본격화되면서 청년들의 관심이 집중되고 있습니다. 올해 대전시 자체 사업과 국토교통부(이하 국토부)의 주관 사업이 2026년에 각각 진행돼 청년들의 선택 폭이 넓어졌습니다. 다만 두 사업은 중복 지급이 불가능하므로 본인의 조건에 맞춰 더 유리한 사업을 똑똑하게 골라야 합니다. 두 사업은 매월 최대 20만 원의 월세를 지원한다는 점은 같지만, 세부자격 요건과 지원 기간에서 뚜렷한 차이를 보입니다. ▲나이 기준 : 대전시 '19~39세' vs 국토부 '19~34세..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 공식 선거운동 D-1, 선거벽보 점검 공식 선거운동 D-1, 선거벽보 점검

  • 대전시장 후보자 토론회 대전시장 후보자 토론회

  • 어려운 이웃을 위한 자비의 쌀 나눔 어려운 이웃을 위한 자비의 쌀 나눔

  • 전국동시 지방선거 투표용지 인쇄 전국동시 지방선거 투표용지 인쇄