SK이노베이션, ‘이산화탄소→일산화탄소’ 기술 개발… 탄소저감·원료 확보 ‘일석이조’

일산화탄소, 플라스틱 등 화학제품 생산 원료
SK이노베이션 환경과학기술원, 독자 개발 촉매기술 적용
하루 1kg 상당 일산화탄소 생산 성공

화학 분야 전문 학술지 케미컬엔지니어링저널에 게재된 SK이노베이션 환경과학기술원의 이원자 촉매기술 활용 일산화탄소 대량 생산 실증 결과 제목

SK이노베이션이 이산화탄소를 일산화탄소로 만드는 기술을 확보했다. 일산화탄소는 다양한 화학제품 제조 과정에서 기초물질로 활용된다. 이렇게 생산한 일산화탄소를 탄소저감 화학제품 생산에 적극적으로 활용한다는 방침이다.

SK이노베이션은 연구·개발(R&D) 조직인 환경과학기술원이 전기화학적 촉매 반응을 활용해 이산화탄소를 선택적으로 일산화탄소로 바꾸는 ‘이원자(二原子, 서로 다른 두 개의 원자를 하나씩 붙인 형태) 촉매기술’ 실증에 성공했다고 3일 밝혔다. 이 기술로 하루 1kg 상당 일산화탄소 생산에 성공하고 지난달 실증 결과를 화학공학 관련 전문 학술지 ‘케미컬엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal)’에 게재했다고 전했다. 실증 연구결과 저자로는 한현수, 이성옥, 임주환, 이명석, 이태경, 현순택, 홍재원, 석태홍, 추대현 등 연구원이 이름을 올렸다. 해당 일산화탄소 제조 기술 연구에는 국내 전기화학 시스템 전문 업체인 ‘테크윈’도 참여했다.

이원자 촉매기술을 활용해 일산화탄소를 대량 생산한 사례는 이번 SK이노베이션 환경과학기술원이 처음이라는 평가다. 이원자 촉매기술의 경우 지난해 환경 분야 학술지 ‘어플라이드카탈리시스B(Applied Catalysis B, Environmental)’에 게재된 바 있다. 수백 개 원자가 뭉쳐진 기존 촉매와 달리 원자를 하나씩 분리해 만든 단원자 촉매는 활성을 더욱 높이는 기술로 평가 받는다. 이원자 형태로 만들면 촉매 성능이 향상되는 것을 확인한 연구결과다. 촉매는 화학 반응속도를 변화시키는 물질을 말한다. 촉매 성능은 촉매에 의해 물질이 전환되는 속도를 의미한다.

대전 유성구 SK이노베이션 환경과학기술원에서 연구진이 ‘이원자 촉매기술’로 일산화탄소 전환 실증을 하고 있다.

올해 연구에서는 니켈과 철이 이원자 형태로 존재하는 촉매를 제조해 촉매 성능을 높였다. 이를 여러 전극 셀이 적층된 전해조(전기분해로 화합물을 분해하는 장치)에 적용했다. 전해조에서 전기화학 촉매 반응을 거쳐 이산화탄소가 일산화탄소로 전환되는 원리다.

SK이노베이션은 이번 연구가 기후위기를 가속화하는 주요 요인으로 알려진 이산화탄소를 줄이면서 일산화탄소를 확보하는 ‘일석이조’ 효과를 거둘 것으로 기대하고 있다. 일산화탄소는 초산과 플라스틱 등 화학제품 생산에 사용되며 최근에는 메탄올과 합성원유 등 대체연료 생산 원료로 주목 받고 있다. SK이노베이션 환경과학기술은은 앞으로도 차세대 탄소저감 기술 상용화를 위해 촉매 성능 개선과 양산 역량 확보 등에 집중하면서 대내외 협업을 지속 추진한다는 계획이다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 “탄소감축과 기후위기 극복은 우리 모두가 해결해야 하는 최우선 과제”라며 “이번 성과는 에너지·화학 연구·개발 과정에서 축적한 촉매기술 역량이 탄소감축 기술 개발에 활용된 사례로 의미가 크다”고 말했다.