한국화학연구원 환경자원연구센터 장태선·허일정 박사팀이 그동안 기술개발이 어렵다고 알려져 있는 이산화탄소의 일산화탄소 전환을 위한 혁신적인 건식 개질용 촉매와 맞춤형 공정을 개발했다.
건식 개질이란 이산화탄소와 메탄을 반응시켜 합성가스를 제조하는 기술이다.
연구팀은 건식개질 방식을 통해 석유화학공정의 핵심 원료인 ‘일산화탄소’를 제조했다.
기존의 건식개질 기술이 반응 중 탄소 입자 생성에 의한 촉매 비활성화로 인해 연속운전의 난제를 해결했다.
먼저 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)에서 탄소(C)입자가 형성되는 조건 및 원인을 밝혀냈다.
약 1t의 일산화탄소 제조를 위해 약 1.053t의 이산화탄소를 감축하는 일석이조의 효과도 얻었다.
일산화탄소 제조 공정에 약 1만 시간을 적용할 수 있는 안정된 촉매 또한 확보했다.
연구팀은 앞으로 촉매 효율을 높이고 공정을 최적화해 기존 석유화학 제품의 온실가스 감축효과를 대폭 향상시킬 수 있는 기술을 개발하고 있다.
파일럿 규모에서 제조된 일산화탄소를 활용해 초산, 메탄올, 디메틸카보네이트 제조 등의 응용 확대도 계획하고 있다.
일산화탄소는 산소계 화합물, 플라스틱 등 다양한 화학원료의 필수적 핵심 물질이다.
문제는 석유화학 산업에서 일산화탄소를 생산하고 있는 기존의 기술들은 모두 온실가스를 대량으로 배출한다는 점이다.
당연히 온실가스 감축효과, 부가가치를 고려한 탄소 채집 저장 활용(CCU) 기술은 필수적이다.
CCU 기술로 일산화탄소가 제조된다면 온실가스 배출 축소와 CCU 제품 생산도 가능해진다.
현재 일산화탄소가 사용되는 ‘폴리우레탄’ 시장에서 연간 약 7조원, 접착제와 위생필름 등에 활용되는 ‘에틸비닐아세테이트’ 시장에서 연 약 2조7000억원 가량의 대체 효과가 각각 예상된다.
한편 화학연구원은 이번 연구 성과를 민간 기업에 기술 이전해 연간 5000t급 실증 상용화 연구를 공동 진행하는 조기 상용화를 추진키로 했다.
[ⓒ 에너지단열경제. 무단전재-재배포 금지]
