LG화학·KIST, 이산화탄소로 플라스틱 원료 만드는 기술개발

이산화탄소→일산화탄소 바꾸는 반응기 개발
전류 90% 이상 이산화탄소 분해·환원에 사용

LG화학 연구원들이 새로 개발한 전기화학 전환 반응기를 살펴보는 모습. 반응기엔 이산화탄소를 일산화탄소로 바꾸는 효율을 극대화하는 기능이 갖춰져 있다.(사진제공=LG화학)

[아시아경제 문채석 기자] LG화학 이 한국과학기술연구원(KIST)과 함께 공기 중 이산화탄소로 플라스틱 원료를 만드는 기술을 개발하고 상용화 발판을 마련했다.

LG화학은 9일 KIST와의 공동연구를 통해 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 효율을 세계 최고 수준으로 높이는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 밝혔다. 일산화탄소는 합성가스, 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 여러 화학 원료를 만드는 데 필요한 고부가 물질이다. 전기화학적 전환 기술은 전기로 이산화탄소를 일산화탄소 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 바꾸는 기술이다. 온실가스 감축 효과가 커 탄소중립 실현 과정에서 꼭 필요한 기술로 꼽힌다.

이번에 개발한 반응기로 일산화탄소는 물론 합성가스도 만들 수 있다는 설명이다. 합성가스는 각종 연료 및 화합물의 원료로 쓰인다. 전압 조절을 통해 일산화탄소와 수소의 비율을 제어해 다양한 합성가스를 만드는 원리를 적용하는 것으로, 기술 확장도 가능하다는 설명이다. 이산화탄소 분해·환원에 쓰이는 전류 효율이 90% 이상으로 나타난 것도 눈에 띄는 특징이다. 지금까지 논문으로 보고된 수치 중 최고 수준이다. 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 '스택' 공법을 적용해 상업화를 시도할 수 있는 최적의 규모를 구현한 점도 빼놓을 수 없다.

두 기관은 반응기의 크기를 10배 이상 더 키워 양산 체제를 확보할 정도로 기술 수준을 높일 방침이다. 나아가 공기 중 이산화탄소를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌(C₂H₄)을 생산하는 기술도 개발해 탄소중립에 기여할 계획이다. 유지영 LG화학 최고기술책임자(CTO) 부사장은 "이번 연구 성과는 KIST와 함께 이산화탄소 전환 기술 상용화 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다"며 "탄소중립 분야의 원천 기술 개발을 강화해 나갈 것"이라고 말했다. 민병권 KIST 청정신기술연구본부장은 "전기를 활용한 이산화탄소 전환 기술 개발 규모를 키워 고부가 화합물 대량 생산 가능성을 확인했다"며 "재생에너지 보급이 확대될수록 경제성 확보가 쉬워질 것으로 전망되는 만큼 향후 국가적인 의무인 탄소중립에 크게 기여할 것으로 본다"고 했다.

두 기관은 지난해 4월 탄소중립 및 수소 에너지 등 관련 기술의 공동 연구개발(R&D) 업무협약을 맺고 유망 탄소중립 기술 과제 10개를 도출했다. 지난달엔 '이산화탄소를 활용한 에틸렌의 전기화학적 생산 기술'과 '바이오매스 및 부생가스를 활용한 유기산의 생물학적 생산 기술' 이전을 하기 위해 공동 연구실을 출범했다.

문채석 기자 chaeso@asiae.co.kr