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. LOL캐릭터 대전에 다 모였다. 페이커 보러 왔다 발복 잡히는 곳
  2. 세종 파크골프 전문가 키운다… 제2기 아카데미 활짝
  3. 김하균 행정부시장, 2년 9개월 세종시 동행 마친다
  4. [조상호 세종시장 공약 돋보기] 시민 소통 '핵심 플랫폼', 차별화로 승부하라
  5. 가족사랑 금요장터서 농산물 구입
  1. 표준연, 양자컴퓨팅 국내기업 美 현지진출 돕는다
  2. 아산시 온양6동 온주마을, 국토부 '우리동네 살리기 프로젝트' 선정
  3. 지역 안전문화 확립 업무협약 체결
  4. 아산신협, 장학금 400만원 쾌척
  5. 아산시, 교육 지원체계 전면 개편

헤드라인 뉴스


서천 노루섬에 전 세계 노랑부리백로의 2%.저어새 5% 서식 확인...서천지속협 모니터링 결과

서천 노루섬에 전 세계 노랑부리백로의 2%.저어새 5% 서식 확인...서천지속협 모니터링 결과

충남 서천군 앞바다의 작은 무인도인 노루섬이 전 세계에서 가장 희귀한 새들의 최대 규모 번식지로 부상하며 국제적인 주목을 받고 있다. 서천군지속협 기후생태환경분과위원회가 2일 환경부 특정도서인 마서면 노루섬과 유부도 인근 검은여 일대에서 실시한 2차 조류 모니터링 결과 전 세계 노랑부리백로의 2%, 저어새의 5%가 서식하고 있는 것으로 확인됐다. 국제적 멸종위기종 보호를 위한 이번 모니터링에는 충남연구원 정옥식 박사와 서천지속협 전홍태 위원, 홍성민 사무국장이 참여했다. 조사 결과 노루섬에서 확인된 멸종위기 야생생물 Ⅰ급.천연기념물..

천안법원, 노조 지회장에 불이익 준 주류회사 관계자 벌금형
천안법원, 노조 지회장에 불이익 준 주류회사 관계자 벌금형

대전지법 천안지원 형사2단독은 노조 지회장에 불이익을 줘 노동조합및노동관계조정법위반 등 혐의로 기소된 A씨에게 벌금 500만원, B씨에게 벌금 250만원, C사에게 벌금 500만원을 선고했다. 5일 법조계에 따르면 A씨 등은 피해자가 2021년 6월부터 12월까지 노동조합 가입 및 지회 설립에 주도적으로 참여하고 사용자와 9회에 걸쳐 단체교섭을 실시했다는 이유로 2022년부터 배송담당지역을 천안시에서 서산시, 당진시 등 원거리로 변경하는 인사발령조치를 한 것으로 드러났다. 이들은 또 피해자가 2018년 5월부터 2022년 11월까지..

보은군 속리산 연꽃단지, 연분홍 연꽃 활짝 피어
보은군 속리산 연꽃단지, 연분홍 연꽃 활짝 피어

보은군 속리산 천연기념물 정이품송 인근에 조성된 ‘속리산 연꽃단지’가 만개한 연꽃으로 장관을 이루며 관광객들의 발길을 이어지고 있다. 약 1만 6000㎡ 규모의 속리산 연꽃단지에는 4000여 포기의 연꽃이 식재돼 있으며, 연분홍빛과 흰빛 연꽃이 어우러져 한여름의 정취를 물씬 자아낸다. 단지 곳곳을 가득 메운 연꽃은 푸른 자연과 조화를 이루며 아름다운 풍경을 연출해 가족 단위 나들이객은 물론 사진 애호가와 관광객들에게도 큰 인기를 얻고 있다. 연꽃단지는 데크 산책로와 잔디공원이 함께 조성돼 있어 연꽃을 감상하며 여유로운 산책을 즐길..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 가족사랑 금요장터서 농산물 구입 가족사랑 금요장터서 농산물 구입

  • 이재명 대통령, 충청권 첨단산업 발전비전 국민보고회 참석 이재명 대통령, 충청권 첨단산업 발전비전 국민보고회 참석

  • ‘개문냉방 안돼요’ ‘개문냉방 안돼요’

  • ‘함께하는 가치, 소비자의 힘’ ‘함께하는 가치, 소비자의 힘’