한국화학연구원이 이산화탄소를 나프타로 직전 전환하는 고성능 촉매기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
이 기술을 통해 이산화탄소의 대량 저감과 기초원료 생산의 일거양득 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
나프타는 원유(석유) 정제과정에서 얻어지며 석유화학 기초원료나 휘발유의 원료로 사용된다.
우리나라 석유화학 산업은 세계 4~5위의 규모를 가지고 있으며, 연간 약 5400만 톤의 나프타 국내 소비를 통해 약 6100만 톤의 온실가스를 배출하고 있다.
2050년 탄소중립에 도달하더라도 기초원료 물질인 나프타의 사용은 지속적으로 필요하기 때문에 화석 연료 기반이 아닌 이산화탄소 등의 미활용 탄소원을 활용하여 나프타로 대체하는 기술이 필수적이다.
연구단이 이번에 개발한 이산화탄소를 기초 화학원료로 직접전환하는 기술의 핵심은 이산화탄소를 낮은 온도에서도 쉽게 반응시키면서 부산물을 적게 생성하는 방식이다.
800℃ 이상의 높은 온도를 필요로 하는 이산화탄소 간접전환 방식에 비해 300℃의 낮은 온도에서 진행되는 직접전환 공정은 전력공급이 안정적이지 못한 환경에서도 가동될 수 있다.
연구진은 코발트를 원자단위로 철과 합금시키면 성능을 대폭 향상시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 이를 통해 이산화탄소를 낮은 온도에서도 쉽게 반응시키면서 부산물을 적게 생성하는 고성능 촉매를 개발하는 데 성공했다.
이번 촉매기술은 기존의 직접전환 기술(16% 수준) 대비 37% 이상 향상된 22% 이상의 나프타 수율을 확보했다.
화학연 전기원 박사는 “이번에 개발된 원천기술을 바탕으로 향후 전환 효율 향상 및 경제성 확보를 위한 추가 연구가 수행될 예정”이라며 “수요 기업체들과 협업해 파일럿 플랜트로 규모를 키우는 연구에 힘을 기울이겠다”고 밝혔다.
