이산화탄소를 화학원료로 만든다

KIST 오형석 박사팀, '이산화탄소→포름산' 새 촉매 개발
기존 촉매보다 4배 많이 포름산 생산, 내구성 100배 향상

불소가 섞인 산화주석 촉매를 이용해 이산화탄소를 포름산으로 만들면 여러 화학제품을 만드는 원료로 활용할 수 있으며, 수소를 운반할때 쉬운 저장체로도 활용이 가능하다. KIST 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 오형석 박사팀이 이산화탄소를 화학원료로 바꿔주는 촉매를 개발했다. 이번에 개발한 촉매는 기존의 것들보다 4배 이상 많은 화학원료를 만들어내고, 내구성도 100배 이상 향상됐다. 또한 기존 촉매 제조법 대비 제조과정이 복잡하지 않고 대량으로 만들어낼 수 있다.

오형석 박사는 8일 "이번에 효율이 높은 촉매를 개발해 이산화탄소를 이용한 화학원료의 대량생산이 지속적으로 가능한 생산 시스템을 구축할 수 있을 것"이라고 말했다.

또한 "이산화탄소 포집 및 활용 기술(CCUS)로서의 가능성뿐만 아니라 수소 저장체로도 가능성이 높은 포름산을 대량 생산할 수 있는 일석이조의 기술"이라고 설명했다.

연구진이 개발한 촉매는 이산화탄소를 다양한 화학제품의 원료로 쓰이는 포름산으로 만들 수 있다. 포름산은 식품가공, 보존제, 염색제, 가소제, 제설제, 경화지연제 등 다양한 산업에서 활용되는 기초 화학원료다. 최근에는 친환경 생분해성 플라스틱의 원료로도 각광을 받고 있기도 하다.

연구진은 기존 촉매로 사용되는 주석에 불소를 첨가해 새로운 촉매로 만들었다.

주석은 이산화탄소를 포름산으로 만들면서 금속화가 진행돼 성능이 떨어진다. 때문에 포름산 생산량이 감소하면서 촉매 내구성이 2시간을 넘기지 못했다.

연구진이 개발한 촉매 제조법은 주석에 불소를 도핑하는 비교적 간단한 방법으로 높은 포름산 전환 활성을 안정적으로 유지했다.

새로운 촉매를 이용해 포름산 생산실험 결과, 전류밀도가 330㎃㎠에서 전기분해 반응 효율이 95%에 달했다. 또한 일주일동안 성능이 유지되면서 기존 주석 촉매보다 100배 이상 오래 사용할 수 있었다.

오 박사는 "재생에너지 보급률이 높아지고 수소기반사회가 가속화 될수록 경제성이 충분히 확보될 수 있으며, 향후 국가적 의무인 탄소중립에도 크게 기여할 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자