[충청뉴스 이성현 기자] 한국화학연구원(원장 이미혜)은 환경자원연구센터 장태선·허일정 박사 연구팀이 혁신적인 건식개질용 촉매와 맞춤형 공정을 개발했다고 10일 밝혔다.
이는 이산화탄소(CO2)로 석유화학 산업의 ‘플랫폼화합물’인 일산화탄소(CO)를 생산할 수 있는 핵심기술이다.
일산화탄소는 산소계 화합물, 플라스틱 등 다양한 화학원료의 필수적 핵심 물질이다. 하지만 석유화학 산업에서 일산화탄소를 생산하고 있는 기존의 기술들은 모두 온실가스를 대량으로 배출하는 문제점이 있다. 따라서 전세계적으로 온실가스 감축효과, 부가가치를 고려한 CCU 기술이 반드시 필요한 상황이다.
만약 CCU 기술로 일산화탄소를 제조할 수만 있다면, 온실가스 대량 배출은 획기적으로 줄이되, 후속 공정을 그대로 유지하여 CCU 제품 생산이 가능해진다.
대표적으로 자동차 내·외장재 등에 활용되는 ‘폴리우레탄’ 시장은 연간 약 7조원, 접착제, 위생필름, 신발 등에 활용되는 ‘에틸비닐아세테이트’ 시장은 연간 약 2.7조원 가량의 대체 효과가 예상된다.
연구팀은 기존의 건식개질 기술이 반응 중 탄소 입자 생성에 의한 촉매 비활성화로 인해 연속운전이 어렵다는 점을 극복하기 위해 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)에서 탄소(C)입자가 형성되는 조건 및 원인을 밝혀냈다.
이를 통해, 약 1t의 일산화탄소 제조를 위해 약 1.053t의 이산화탄소 감축하는 일석이조의 효과를 얻을 수 있으며, 일산화탄소 제조 공정에 약 1만 시간 가량을 적용할 수 있는 안정한 촉매를 확보했다.
연구팀은 이번 연구의 후속으로 촉매 효율을 높이고 공정을 최적화해 기존 석유화학 유래 제품 대비 온실가스 감축효과를 더욱 향상시키고 경제성을 확보 기술을 개발 중에 있다.
이미혜 원장은 “이번 성과가 석유화학산업 공정의 일부를 CCU 기술로 대체하여 이미 시장이 존재하는 기존 제품을 생산할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있고, 이를 계기로 우리나라가 탄소중립 관련 산업에서 경쟁력을 확보할 수 있는 좋은 사례가 될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
화학연은 이번 연구 성과를 화학기업인 ㈜부흥산업사에 기술이전해 연간 5000톤급 실증상용화 연구를 공동 진행하고 있고, 조기 상용화를 준비하고 있다. 향후 CCU 기술 분야 관련 국내외 기업과의 적극적인 협업을 통해 국내 개발이 가속화될 것으로 전망된다.
