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. 2030년 행정수도 거점의 광역교통망 촘촘히 구축
  2. 가을을 재촉하는 비
  3. 중장년층 새로운 일자리 '산림복지'에서 찾다
  4. 나노종합기술원, 나노전문인력양성 8년간 인재 710명 배출 '취업률 92%'
  5. [인터뷰]양지혜 1세대 블로거, 생성형 AI <이누마(INUMA)와 함꼐한 AI 생존기> 출간
  1. 과학기술인력개발원, '디지털 배지' 활용해 학습자 성장 북돋는다
  2. 현대특수강(주), 대전장애인단체총연합회에 후원금 500만 원 전달
  3. 대전청과와 함께하는 무료 짜장면 나눔
  4. 서산 동문동 도시재생, '주민이 운영하는 주차장' 첫걸음, 선진지 견학 운영 역량 제고
  5. 대덕구노인종합복지관 노인맞춤돌봄서비스 행복 두 배 파티쉐

헤드라인 뉴스


`행복청`, 행정수도 추진 한계… 총리실 소속 격상해야

'행복청', 행정수도 추진 한계… 총리실 소속 격상해야

국토교통부 소속 행정수도건설청이란 차관급 위상으로 '행정수도' 대의를 실현할 수 있을까. 2007년 행정중심복합도시 착공 이후 행정수도의 현실과 이상이 큰 간극을 보여왔던 만큼, 이제는 국무총리 소속 행정수도 추진 전담기구로 격상 설치해야 한다는 제언이 이어지고 있다. 행복청이 국토부에서 총리실 소속 기관으로 옮겨가는 대안이다. 멀리 가지 않아도 반쪽 행정수도의 단면은 확인 가능하다. 대통령 집무실은 대통령실, 국회 세종의사당은 국회 사무처 주도로 설계 공모 당선작을 각각 내보였고, 이 과정에서 중간에 낀 행복청의 주도적 역할엔 한..

황운하 의원 ,전국 경찰서 범죄분석관 의무 배치법 대표 발의
황운하 의원 ,전국 경찰서 범죄분석관 의무 배치법 대표 발의

제주 실종 사건을 계기로 전국 경찰서에 범죄분석관을 의무 배치하는 내용의 법안이 발의됐다. 조국혁신당 황운하 의원(비례)이 30일 대표 발의한 '국가경찰과 자치경찰의 조직 및 운영에 관한 법률 일부개정법률안'이다. 핵심은 실종·강력범죄 초기 단계에서 전문적인 위험도 평가가 이뤄질 수 있도록 전국 261개 경찰서에 범죄분석관을 1명 이상 의무 배치하는 것이다. 범죄분석관은 범죄자의 행동·심리와 범행동기, 범행수법 등을 과학적으로 분석하고 범죄의 위험성, 재범과 피해자에 대한 위해 가능성 등을 분석하는 전문가로, 전국에 35명밖에 없다..

세계 패러글라이딩 강자 단양 집결…단양강 하늘서 `진검승부`
세계 패러글라이딩 강자 단양 집결…단양강 하늘서 '진검승부'

세계 각국의 패러글라이딩 강자들이 단양에 모인다. 산과 남한강을 품은 단양의 하늘이 일주일 동안 세계 정상급 선수들의 비행 무대로 펼쳐진다. 단양군은 31일부터 9월 6일까지 두산·양방산 활공장 일원에서 '2026 제1회 단양 코리아 오픈 패러글라이딩 국제대회'를 개최한다. '제25회 대한패러글라이딩협회장배 전국 패러글라이딩대회'도 함께 열린다. 올해 처음 열리는 단양 코리아 오픈은 국제항공연맹(FAI) Category 2 국제공인대회다. 세계랭킹 1위 양첸을 비롯해 약 20개국에서 200여 명의 선수가 참가해 장거리와 정밀착륙 두..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 5~6학년부 예선 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 5~6학년부 예선

  • 가을을 재촉하는 비 가을을 재촉하는 비