국내에서 공기중 이산화탄소로 플라스틱 원료 만든다

백진엽 기자 / 기사승인 : 2022-05-09 10:07:04
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LG화학-KIST, 고효율 전기화학 전환 반응기 개발
온실가스 감축...대기문제 해결과 탄소중립 기여


공기중 이산화탄소로 플라스틱 원료를 만드는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

LG화학과 한국과학기술연구원(KIST)은 공기중 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 효율을 세계 최고 수준으로 높일 수 있는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 9일 밝혔다. 일산화탄소는 합성가스, 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는데 필요한 고부가 물질이다.

전기화학적 전환 기술은 전기를 이용해 이산화탄소를 일산화탄소 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 것이다. 온실가스 감축을 통해 환경 문제를 해결하고, 대기중 풍부하게 존재하는 이산화탄소를 원료로 사용할 수 있어 탄소중립 실현에 필수적이다.

LG화학과 KIST가 이번에 개발한 반응기는 일산화탄소뿐만 아니라 각종 연료 및 화합물의 원료인 합성가스(Syngas)도 만들 수 있다. 일산화탄소와 수소의 비율을 전압 조절로 손쉽게 제어해 다양한 종류의 합성가스 제조가 가능한 것은 물론 기술 확장도 용이하다.

특히 이산화탄소 분해 및 환원에 사용되는 전류 효율이 90% 이상으로 지금까지 논문으로 보고된 수치 중 가장 높은 것이 특징이다. 또 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 스택(Stack) 공법을 적용해 현존하는 전기화학적 반응기 중 상업화를 시도할 수 있는 최적의 규모를 구현했다.

LG화학과 KIST는 이번에 개발한 반응기의 크기를 10배 이상으로 더 키워 실제 양산이 가능한 기술을 확보해 나갈 예정이다. 나아가 공기 중 이산화탄소(CO₂)를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌(C₂H₄)까지 생산하는 기술도 개발해 탄소중립에 기여할 계획이다.

KIST 청정신기술연구본부 민병권 본부장은 "전기를 활용한 이산화탄소 전환기술의 규모화를 통해 고부가 화합물의 대량생산 가능성을 확인했다"며 "재생에너지의 보급이 높아질수록 경제성이 충분히 확보될 수 있으며, 향후 국가적 의무인 탄소중립에도 크게 기여할 것"이라고 기대했다.

LG화학과 KIST는 지난해 4월 탄소중립 및 수소 에너지 등 관련 기술의 공동 연구개발을 위한 업무협약을 체결하고 유망 탄소중립 기술 과제 10개를 도출했다. 올 4월에는 '이산화탄소를 활용한 에틸렌의 전기화학적 생산 기술'과 '바이오매스 및 부생가스를 활용한 유기산의 생물학적 생산 기술' 이전을 위한 공동연구실을 출범했다.

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