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. '중앙행정기관 이전' 세종 이전 종사자 특공, 내년 3월 물량부터 가닥
  2. 충청권 ‘수능 한파’…당일 아침 기온 0~1도로 뚝
  3. “가을 산불 막아라”…보문산서 산불 대응 실전 훈련
  4. 신임 수자원공사 사장에 양승조 "기후위기 대응 반도체 물공급 완수"
  5. 대전시립미술관·문학관, 예술자산 관리 '구멍'
  1. 7년째 첫 삽 못 뜬 대전역 쪽방촌 "정부 지원 292억 증액해야"
  2. [사설] 국정자원관리원 대전 존치가 더 좋다
  3. 전통에서 현대까지…목원대 한국화의 새로운 시선 한자리에
  4. 충청권 메가프로젝트 착공식에 참석해 시삽하는 이재명 대통령
  5. "기술은 기본, 관건은 우주 외교"…이성희 컨텍 대표 제언

헤드라인 뉴스


세종 KTX역 숙원 이루나…연내 확정 앞둔 국가계획 반영 건의

세종 KTX역 숙원 이루나…연내 확정 앞둔 국가계획 반영 건의

민선 5기 세종시정에서 내건 세종 KTX역 신설 공약이 실현될 수 있을지 귀추가 주목된다. 정부가 연내 국가철도망 구축계획 확정을 앞둔 가운데 충청광역급행철도(CTX)와 기존 KTX 노선을 연결, CTX역을 함께 활용하는 방안을 공식 건의하면서다. 국토교통부는 13일 서울 전문건설회관에서 제5차 국가철도망 구축계획 의견수렴 행사를 진행했다. 향후 10년간 추진될 국가철도망 구축계획의 비전과 목표를 공유하고, 자치단체와 전문가, 국민 등의 의견을 수렴하기 위한 자리다. 이 자리에서 박성수 세종시 경제부시장은 세종시 고속철도망 구축의..

"통합 국군사 원안 유지" 대전시 주장에 귀막은 국방부
"통합 국군사 원안 유지" 대전시 주장에 귀막은 국방부

통합 국군사관학교 대전 창설 계획이 원안에서 대폭 후퇴하며 지역사회 여론이 악화하고 있는 가운데 국방부는 12일 원안을 수정하겠다는 뜻을 공식화했다. 앞서 원안대로 대전에 국군사를 설치할 것인지 묻는 질문에는 "기본계획을 존중하는 차원에서 고민하겠다"고 답했지만, 이날은 '네트워크' 형태로 정책을 바꾸는 방향을 재차 확인했다. 대전시가 통합 국군사 창설 원안 유지를 주장하고 있는데도 정부는 수정안 추진을 고수하고 있어, 지역 실익을 지키기 위한 역량 결집이 시급해 보인다. 정빛나 국방부 대변인은 이날 정례브리핑에서 기본계획 수정의..

`중앙행정기관 이전` 세종 이전 종사자 특공, 내년 3월 물량부터 가닥
'중앙행정기관 이전' 세종 이전 종사자 특공, 내년 3월 물량부터 가닥

정부의 대규모 중앙행정기관 세종 이전에 발맞춰 이전 기관 종사자에 대한 주택 특별공급 재개가 구체화하고 있다. 세종시 내부적으로는 내년 3월 다솜동(5-2생활권)에 공급되는 물량부터 특공 적용을 고려하고 있는 것으로 파악됐다. 12일 세종시 등에 따르면 정부는 먼저 내년 중 법무부와 성평등가족부 등 27개 중앙행정기관을 이전한 데 이어 2031년까지 모두 44개 기관을 세종으로 옮길 계획이다. 종사자 규모만으로도 1만 명에 육박하는 인원이 이동하게 되면서 지역 내에선 주거와 교육, 교통 등 각종 인프라 구축의 필요성이 고개를 들었다..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 한국수자원공사(K-water) 제17대 양승조 사장 취임 한국수자원공사(K-water) 제17대 양승조 사장 취임

  • 충청권 메가프로젝트 착공식에 참석해 시삽하는 이재명 대통령 충청권 메가프로젝트 착공식에 참석해 시삽하는 이재명 대통령

  • 미래 유권자의 투표체험 미래 유권자의 투표체험

  • ‘수험생 여러분의 꿈을 응원합니다’ ‘수험생 여러분의 꿈을 응원합니다’