화학연구원, CO2로 석유화학원료 대체 핵심기술 개발 상용화

세계 최고 건식개질 기술, 민간에 기술이전 상용화 계기

연구원, 이산화탄소→일산화탄소 전환 핵심기술 개발

[대전=뉴시스] 왼쪽의 부분산화 및 습식개질공정은 화석연료 활용을 기반으로 한 공정으로 반응 시 이산화탄소가 발생한다. 반면 오른쪽의 이산화탄소와 메탄을 직접 반응시킨 합성가스 제조기술은 이산화탄소 활용하는 공정으로 이산화탄소 저감이 가능하다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 이산화탄소(CO2)로 석유화학 원료를 대체할 수 있는 핵심기술을 개발했다.

한국화학연구원은 환경자원연구센터 장태선·허일정 박사 연구팀이 이산화탄소(CO2)로 석유화학 산업의 '플랫폼화합물'인 일산화탄소(CO)를 생산할 수 있는 핵심기술인 건식개질용 촉매와 맞춤형 공정을 개발했다고 10일 밝혔다. 건식개질 기술은 이산화탄소와 메탄을 반응시켜 합성가스를 제조하는 기술이다.

연구원은 이번 연구 성과를 화학기업인 ㈜부흥산업사에 이전해 5000t급 실증상용화 연구를 공동 진행, 상용화 작업도 시작했다.

일산화탄소는 산소계 화합물, 플라스틱 등 다양한 화학원료의 핵심 물질이지만 석유화학 산업에서 일산화탄소를 생산하고 있는 기존 기술들은 모두 온실가스를 대량으로 배출하는 문제점이 있다.
 
따라서 세계적으로 온실가스 감축효과, 부가가치를 고려한 탄소포집활용(CCU) 기술이 반드시 필요하다.

연구팀은 온실가스인 CO2를 획기적으로 줄일 수 있는 건식개질 방식을 통해 석유화학공정의 핵심 원료이자 플랫폼화합물인 일산화탄소를 제조하는 기술을 개발했다.

이번 연구에서 연구팀은 기존 건식개질 기술이 반응 중 탄소 입자 생성에 의한 촉매 비활성화로 연속운전이 어렵다는 문제를 극복키 위해 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)에서 탄소(C)입자가 형성되는 조건과 원인을 밝혀냈다.

이를 통해 일산화탄소 제조 공정에 약 1만 시간 가량을 적용할 수 있는 안정한 촉매를 확보하고 약 1t의 일산화탄소 제조를 위해 약 1.053t의 이산화탄소를 감축하는 효과를 얻었다.

연구팀은 기술이전 기업과 함께 후속연구로 촉매 효율을 높이고 공정을 최적화해 기존 석유화학 유래 제품 대비 온실가스 감축효과를 더욱 향상시키고 경제성을 확보 기술을 개발 중에 있다.

또 파일럿 규모에서 제조된 일산화탄소를 활용해 초산, 메탄올, 디메틸카보네이트를 제조하는 등 응용분야 확대를 위한 연구도 속도를 내고 있다.

연구팀 관계자는 "이번 연구에서 건식개질 기술을 개발하면서 그동안 치명적인 문제였던 촉매 비활성화 원인을 규명해 내구성이 탁월하게 향상된 새로운 촉매를 개발했고 반응 최적화를 통해 상용화 추진에도 기여했다"고 의미를 부여했다.

화학연 이미혜 원장은 "연구 성과는 석유화학산업 공정의 일부를 CCU 기술로 대체, 기존 제품을 생산할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "우리나라가 탄소중립 관련 산업에서 경쟁력을 확보할 수 있는 좋은 사례가 될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.


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