국내 연구진이 이산화탄소와 암모니아를 제거하는 동시에 고활용 유기화합물로 전환하는 기술을 개발하는데 성공해 관심이 쏠리고 있다.

26일 지스트(광주과학기술원)에 따르면 지구·환경공학부 이재영 교수 연구팀은 암모니아와 이산화탄소를 동시에 제거하고 변환할 수 있는 전해전환 공정을 개발해 화학제품의 원료나 전기 발전의 에너지원으로 사용 가능한 합성가스를 효율적으로 생산하는 기술을 공개했다.

암모니아·이산화탄소 동시 전해전환 공정은 암모니아와 이산화탄소를 전기화학적으로 전환해 고부가가치의 유기화합물로 생산하는 기술이다. 합성가스는 일산화탄소와 수소를 주성분으로 하는 혼합기체로, 다양한 화학 제품의 원료이며 전기 발전 등의 에너지원으로 활용 가치가 높다.

이산화탄소의 전기화학적 전환은 상온·상압 조건에서 대기 중 온실가스를 감축함과 동시에 고부가가치인 탄화수소계 화합물로 전환할 수 있어 각광받고 있다. 그러나 이산화탄소 전기화학적 전환에 필요한 이론적 구동 전압이 높아 탄소중립 사회 구현을 위해서는 과도한 전력 소모량을 감소시켜 재생에너지와 연계하는 것이 요구된다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 기존 전력소모가 높은 물 전기분해 대신 상대적으로 소모전력이 낮은 암모니아의 전기화학적 산화반응을 짝반응으로 구성하는 새로운 시도를 했고, 총 소비전력을 낮추는 동시에 유해 암모니아와 이산화탄소를 고부가가치의 물질로 전환하는 데 성공했다.

이재영 교수는 “이번 연구 성과는 경제적이면서 기존 공정보다 더 친환경적인 새로운 탄소 연료 생산 공정과 다양한 분야에서 맞춤형 합성가스 생산 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “향후 전극촉매의 확장과 대면적화를 통해 친환경 연료를 대량생산해 고효율연료 생산 공정의 확장을 기대한다”고 밝혔다.

이재영 지스트 교수가 주도하고 최민준 박사과정생·김진원 연구조교수가 참여한 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 공학분야 선도연구센터(ERC 에코시스켐연구센터) 지원으로 수행됐으며, 화학공학 기술 분야의 상위 3% 학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 지난 7일 온라인으로 게재됐다.

조택영 기자 cty@viva100.com