이산화탄소 휘발유로 직접 전환하는 '촉매기술' 개발

계산과학 이용 직접전환 반응 메커니즘 규명

이번에 개발된 촉매기술을 이용해 이산화탄소에서 전환된 휘발유

[아시아경제 김철현 기자] 국내 연구진이 이산화탄소를 휘발유로 전환하는 촉매 제조기술을 개발했다. 한국화학연구원은 탄소자원화연구소 전기원·김석기 박사팀이 온실가스의 주범인 이산화탄소를 휘발유로 직접 전환하는 반응 메커니즘을 규명하고 전환공정의 핵심인 촉매를 최적화하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

직접전환은 두 단계로 나눠진 간접전환을 단일한 공정으로 통합한 기술이다. 간접전환 반응이 800℃ 고온에서 진행되는 반면 직접전환 반응은 300℃ 저온에서 진행돼 에너지를 적게 쓴다. 한국화학연구원 연구진은 계산과학을 이용해 직접전환 반응에 쓰이는 촉매의 성분별 역할을 규명하고, 이를 바탕으로 촉매의 성능을 최적화했다. 직접전환 반응에는 철 기반의 철·구리·칼륨 촉매가 쓰이는데 구리와 칼륨의 역할을 밝혀낸 것이다.

연구진은 직접전환 반응 공정에 칼륨을 첨가할 경우, 철과 구리의 합금 형성을 촉진해 안정성을 높인다는 사실을 실험으로 확인했다. 이를 통해 철 기반 촉매에 들어가는 구리와 칼륨의 적절한 양을 알아내고 최적화된 촉매를 개발했다. 그 결과 20%의 안정적인 이산화탄소 휘발유 전환율을 확보했다.

김석기 박사는 "재생에너지는 자연환경과 계절에 따라 출력량이 변동될 수 있는데, 이번에 개발된 직접전환 공정은 이러한 유동적인 환경에 적합하다"면서 "최근 보급량이 증가하고 있는 신재생에너지의 저장수단으로도 활용할 수 있다"고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr