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. 농지관리 체계 전면 개편… 전담기구 신설 추진
  2. [창간75-축사] 조정식 국회의장 "언론 본연 가치 흔들림 없어야"
  3. [창간75-축사] 이재명 대통령 "지역발전 도모하는 든든한 등대"
  4. [창간75-축사] 허태정 대전시장 "시민 목소리 담아 대전의 새로운 100년 함께 열길"
  5. [창간75] AI 선도·반도체 성장축 떠오른 충청…초광역 ‘원팀 전략’ 관건
  1. 구본영 충남도 정무부지사, 천안 공장 화재 사고 희생자 빈소 방문
  2. [창간75] 충청권 392兆 대규모 투자 마중물… '초광역 경제권' 발판 삼아야
  3. 천안 복합테마파크 주변 사유지내 대규모 불법구조물 매립, 책임소재 밝혀지나
  4. 국회 세종의사당 1191억원 대전 트램 2043억원 반영
  5. [창간75-축사] 강미애 세종교육감 "세종교육 발전 든든한 동반자로"

헤드라인 뉴스


[르포] 4년만에 돌아온 온통대전… 상인들 상권활기 기대감

[르포] 4년만에 돌아온 온통대전… 상인들 상권활기 기대감

"다시 시작해 너무 좋죠. 온통대전 (발행) 하고, 안 하고 매출 차이가 크거든요." 대전 지역화폐 온통대전 운영 재개 첫날인 1일 대전 중앙시장에서 만난 한 반찬가게 상인은 온통대전 가맹점을 알리는 안내스티커를 점포에 부착하며 이같이 말했다. 최근 물가 상승과 경기 침체로 소비심리가 위축돼 좀처럼 시장에 활기가 돌지 않았던 만큼, 4년 만에 돌아온 온통대전은 시장 상인들에게 반가운 소식이다. 이전 대전사랑카드 운영 과정에서 예산 문제로 캐시백 지급이 일시 중단되거나 혜택 폭이 줄어들면서 매출 변화를 크게 체감했다는 게 상인들의 설..

중도일보 창간 75주년 기념식 선샤인호텔서 열려…"더욱 힘찬 도약 다짐"
중도일보 창간 75주년 기념식 선샤인호텔서 열려…"더욱 힘찬 도약 다짐"

국토의 중심에서 세상의 목소리를 전하며 충청의 가치를 증명해온 중도일보(회장 김원식, 사장 유영돈)가 창간 75주년을 맞아 1일 오전 10시 30분 대전시 동구 선샤인호텔에서 창간 75주년 기념식을 개최했다. 유지은 대전 MBC 아나운서의 사회로 진행된 이날 기념식에서 허태정 대전시장, 조상호 세종시장, 박수현 충남도지사, 김정겸 독자권익위원장(충남대 총장), 정태희 대전상공회의소 회장이 동영상으로 중도일보 창간 75주년 축하 메시지를 전했다. 김원식 회장과 유영돈 사장은 이날 중도일보에 몸담았던 산증인들인 성기훈 전 고문, 조성남..

`위용` 드러낸 세종지방법원… 설계공모 당선작 공개
'위용' 드러낸 세종지방법원… 설계공모 당선작 공개

행정중심복합도시건설청(이하 행복청, 청장 강주엽)이 세종시 반곡동에 들어설 세종지방법원 설계공모 당선작으로 ㈜희림건축사사무소 컨소시엄의 '그늘숲 법원'을 선정하고 1일 공개했다. 이번 설계공모에는 ㈜희림건축사사무소 컨소시엄, ㈜선진엔지니어링종합건축사사무소 컨소시엄, 에이앤유디자인그룹건축사사무소 3개사가 작품을 제출했다. 심사위원회는 ▲경사지 특성을 고려한 건물 계획 ▲법정동과 민원동 등 기능별 공간의 분리성과 연결성 ▲법원의 상징성을 잘 나타낸 건물 입면계획 등을 종합적으로 평가하여 당선작을 선정했다. 앞서 31일 행복청은 심사 전..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전신세계 개점 5주년…베어 벌룬과 ‘찰칵’ 대전신세계 개점 5주년…베어 벌룬과 ‘찰칵’

  • 물폭탄에 잠긴 교량 차지한 오리 물폭탄에 잠긴 교량 차지한 오리

  • ‘두 달째 파행하고 있는 대덕구의회 규탄한다’ ‘두 달째 파행하고 있는 대덕구의회 규탄한다’

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