이산화탄소를 '휘발유'로 만드는 '연금술' 개발한 국내 연구진

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[인사이트] 전형주 기자 = 국내 연구진이 이산화탄소를 휘발유로 직접 전환할 수 있는 새로운 촉매를 개발하는 데 성공했다.

이 촉매는 이산화탄소의 전환 비율이 상용화가 가능한 수준인 20%에 달하는 것으로 알려졌다. 온실가스의 저감은 물론 경제적인 자원도 개발이 가능하다는 기대가 나온다.

10일 한국화학연구원 탄소지원화연구소의 전기원 책임연구원 등은 이산화탄소를 휘발유로 직접 전환할 수 있는 원천 촉매기술을 확보했다고 밝혔다.

전 연구원에 따르면 이산화탄소의 직접 전환은 두 단계로 나뉜 간접 전환을 통합한 기술이다.

사진=박찬하 기자 chanha@

간접 전환의 반응은 800℃ 고온에서 진행되지만 직접 전환의 반응은 300℃ 저온에서 진행돼 에너지를 적게 쓴다.

연구진은 계산과학을 이용해 직접 전환 반응에 쓰이는 촉매의 성분별 역할을 규명하고, 이를 바탕으로 촉매의 성능을 최적화했다.

직접 전환 반응에는 철 기반의 철·구리·칼륨 촉매가 쓰이는데, 구리와 칼륨의 역할을 밝혀낸 것이다.

사진=박찬하 기자 chanha@

연구진은 직접 전환 반응 공정에 칼륨을 첨가할 경우, 철과 구리의 합금 형성을 촉진해 안정성을 높인다는 사실을 실험을 통해 확인했다.

이 사실을 토대로 철 기반 촉매에 들어가는 구리와 칼륨의 적절한 양을 알아내고 최적화된 촉매를 개발했다. 그 결과 20%의 안정적인 이산화탄소 휘발유 전환율을 확보했다.

연구를 이끈 김석기 박사는 "이번에 개발된 직접 전환 공정은 이러한 유동적인 환경에 적합하다"면서 "최근 보급량이 증가하고 있는 신재생에너지의 저장수단으로도 활용할 수 있다"고 설명했다.