• - 지구온난화 유발 주범 이산화탄소 재활용 R&D 활발
  - 일산화탄소 전환 촉매, 친환경 건축 단열재, 메탄 전환 에너지 활용
  

[게티이미지뱅크 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 지구온난화를 유발하는 대표적 물질로 알려진 이산화탄소는 석유와 석탄과 같은 화석연료의 사용으로 인해 발생한다. 전 세계는 이산화탄소를 저감하기 위한 탄소배출권 제도를 도입하고 있지만 여전히 해결되지 않은 숙제로 여겨지고 있다.

최근 이 같은 이산화탄소를 버리는 물질이 아닌 유용한 자원으로 전환해 재사용하는 연구개발(R&D) 성과가 속속 도출되고 있다.

전문가들은 이산화탄소를 화학적, 생물학적 전환기술을 이용하면 카보나이트, 메탄올, 에탄올, 탄화수소 등 화학제품의 원료로 전환해 사용할 수 있다고 말한다. 이렇게 하면 석유의 사용을 줄일 뿐만 아니라 이산화탄소의 배출도 획기적으로 줄일 수 있다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 권영국 교수팀은 한국과학기술원(KAIST) 강석태·김형준 교수 연구팀과 공동으로 저렴한 주석과 탄소 지지체 기반의 ‘일체형’ 촉매를 개발했다. 이 촉매는 일산화탄소만 골라서 만들 수 있는 반응선택성이 매우 높아 일산화탄소 생산 효율이 기존 주석 촉매의 100배 이상이다. 이번 연구는 연료, 플라스틱, 세제 및 접착제 제조 등에 폭넓게 쓰이는 일산화탄소를 값싸고 효율적으로 생산할 방법으로 기대된다.

이산화탄소를 활용해 친환경 폴리우레탄 화장품 쿠션과 건축 단열재를 만드는 기술도 눈에 띈다. 한국화학연구원 조득희·김동우 박사팀은 이산화탄소를 활용, 폴리우레탄 소재의 원료가 되는 기초 단량체 물질 ‘프로필렌 카보네이트’의 촉매 공정을 개발했다.

이를 바탕으로 폴리우레탄의 부드러운 형태인 화장품 쿠션, 폴리우레탄의 딱딱한 형태인 건축 단열재 시제품을 각각 제조하는 데 성공했다.

이산화탄소는 열역학적으로 매우 안정된 물질이어서 이를 유용한 물질로 전환하기 위해서는 높은 에너지가 필요하다. 따라서 반응 에너지를 높여주는 촉매 공정이 필수적이다. 중국과 독일에서 촉매 공정을 개발했고 국내에서는 최근 여러 논문들이 보고되고 있지만 실험실 규모에 그치고 있으며 효율이 낮은 편이다.

포항공대(포스텍) 신소재공학과 이종람 교수 연구팀은 값싼 금속소재와 비교적 간단한 방법으로 제작할 할 수 있는 고성능 이산화탄소 환원 촉매를 선보였다.

연구팀은 구리 (Cu)와 은 (Ag) 두 가지 금속으로 이루어진 촉매 표면에 존재하는 전자들의 분포가 이산화탄소 환원 반응의 경로를 결정하는 중요한 요인이 되는 것을 처음으로 밝혀냈다. 이를 통해 이산화탄소 환원 반응을 극대화해 지금까지 보고되지 않은 높은 효율을 가진 촉매 소재를 합성하는데 성공했다.

이종람 교수는 “이 연구는 발전소에서 배출되는 이산화탄소 가스를 채집해 화학 연료로 전환해서 새로운 고부가가치를 창출 할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com