LG화학-KIST, 규모 10배 키워 양산기술 확보키로
[이투뉴스] 대표 온실가스인 이산화탄소로 플라스틱을 비롯한 다양한 화학연료를 저렴하게 생산할 수 있는 길이 열렸다.
LG화학과 한국과학기술연구원(KIST)은 세계 최고 효율 수준으로 CO₂를 일산화탄소(CO)로 전환하는 전기화학 전환 반응기<사진>를 개발했다고 9일 밝혔다.
일산화탄소는 합성가스나 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는데 필요한 고부가 물질이다. 전기화학적 전환 기술은 전기를 이용해 CO₂를 일산화탄소 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 기술이다.
온실가스 감축을 통해 환경 문제를 해결함과 동시에 대기 중 풍부하게 존재하는 CO₂를 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 확장이 용이하다.
특히 CO₂ 분해 및 환원에 사용되는 전류 효율이 90% 이상이어서 지금까지 논문으로 보고된 수치 중 가장 높다. 또 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 스택(Stack) 공법을 적용해 현존 전기화학적 반응기 중 상업화를 시도할 수 있는 최적 규모를 구현했다.
양측은 이번에 개발한 반응기의 크기를 10배 이상으로 더 키워 실제 양산이 가능한 기술을 확보하기로 했다. 나아가 공기 중 CO₂를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌(C₂H₄)까지 생산하는 기술을 개발해 탄소중립에 기여한다는 계획이다.
유지영 LG화학 CTO는 "이번 연구 성과는 KIST와 함께 이산화탄소 전환 기술의 상용화를 위한 기반을 마련한 데 그 의미가 크다”며 “탄소 중립 분야의 원천 기술 개발을 지속적으로 강화해 나갈 것”이라고 말했다.
민병권 KIST 청정신기술연구본부장은 “전기를 활용한 CO₂ 전환기술의 규모화를 통해 고부가 화합물의 대량생산 가능성을 확인했다”면서 “재생에너지의 보급이 높아질수록 경제성이 충분히 확보될 수 있으며 향후 국가적 의무인 탄소중립에도 크게 기여할 것"이라고 말했다.
LG화학과 KIST는 작년 4월 탄소중립 및 수소 에너지 등 관련 기술의 공동 연구개발 업무협약을 체결하고 유망 탄소중립 기술 과제 10개를 도출한 바 있다.
지난달에는 ‘이산화탄소를 활용한 에틸렌의 전기화학적 생산 기술’과 ‘바이오매스 및 부생가스를 활용한 유기산의 생물학적 생산 기술’ 이전을 위한 공동연구실을 꾸렸다.
이상복 기자 lsb@e2news.com