[소상공인포커스 = 노현주 기자] 국내 연구팀이 세계 최초로 자연계 생체연료 합성원리를 적용해 고효율 이산화탄소 전환시스템을 개발했다.
서울대학교 공과대학은 재료공학부 남기태 교수 연구팀은 자연계의 생체연료 합성시스템을 모방한 전기화학적 이산화탄소 전환기술을 개발해 이산화탄소에서 신개념 탄소중립연료인 연료용 카보네이트 합성에 성공했다고 9일 밝혔다.
연구팀은 자연계가 생체연료를 합성 시에 사용하는 핵심 원리를 전기화학적 이산화탄소 전환에 적용해 새로운 전기화학적 이산화탄소 전환시스템 구축에 성공했다.
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| ▲ 왼쪽부터 장준호 서울대학교 공과대학 재료공학부 연구원, 이규민 연구원, 남기태 교수. (사진=서울대학교 공과대학) |
연구팀 관계자는 “적은 전기에너지 비용만으로도 고부가가치의 생성물을 만들 수 있는 고효율 시스템을 개발해 앞으로 이산화탄소 전환과 활용 분야에 새로운 패러다임을 제시할 것”이라고 기대했다.
대기 중 온실가스의 농도를 줄이는 것은 현재 인류의 최우선 과제다. 세계 각국은 2050년 탄소중립선언과 함께 탄소규제를 강화하고 있으며 탄소중립을 실현하려면 탄소 배출량을 줄이는 노력뿐 아니라 배출된 이산화탄소를 고부가가치의 화합물로 전환하는 기술은 필수다.
온실가스 배출량을 줄이기 위한 전 세계적 대응이 본격화되면서 최근에는 탄소중립연료인 ‘e-fuel’이 주목받고 있다.
e-fuel은 전기에너지를 활용해 이산화탄소를 고부가가치의 화합물로 전환하는 기술이다. 태양력·풍력과 같은 친환경적인 에너지를 에너지원으로 사용해 온실가스도 줄이고 유용한 제품도 생산할 수 있어 탄소중립 사회를 구현할 수 있는 핵심기술로 전망되고 있다.
이산화탄소에서 e-fuel을 생산하는 기술 원리는 예컨대 우리가 가솔린을 태우면 가솔린 분자가 산화돼 이산화탄소로 변하면서 자동차 엔진을 움직이는 동력을 공급한다.
반대로 이산화탄소를 전기에너지를 이용해 환원하면 전자가 이산화탄소 속으로 주입되면서 가솔린과 같이 에너지가 높은 연료로 전환될 수 있다.
현재까지의 전기화학적 이산화탄소 전환연구는 이런 환원 과정만으로 이산화탄소보다 에너지가 높은 일산화탄소와 개미산, 에틸렌과 같은 물질을 만들어왔다.
그러나 이런 방법은 에너지가 높은 물질을 얻기 위해서는 그만큼 더 많은 전기료가 발생한다는 한계가 있다.
남기태 교수 연구팀은 자연계가 생체연료를 합성하는 원리를 전기화학적 이산화탄소 전환시스템에 적용해 e-fuel 생산기술에 새로운 돌파구를 제시했다. 생명체는 생체연료를 합성하는 과정에서 전자를 전달하는 매개체로 만들어진 연속적인 전자전달 흐름을 활용한다.
남기태 교수는 “이번 성과는 세계 최초로 전기에너지를 활용해 상온에서 이산화탄소로부터 카보네이트 화합물을 합성했다는 방법을 제시했다는 점에서 혁신적”이라며 “이산화탄소 저감기술에 중요한 역할을 할 것”이라고 전망했다.
이어 “적은 전기에너지 비용으로도 고부가가치의 화합물 합성을 가능하게 하는 새로운 개념의 이산화탄소 전환시스템을 개발함으로써 추후 이산화탄소 전기화학적 이산화탄소 전환기술에 새로운 방향성을 제시할 것”이라고 기대했다.
이번 연구내용은 세계적인 국제학술지인 네이처 에너지(Nature Energy)에 7월 9일 온라인 출판으로 개재됐다.
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