‘온실가스’ 메탄, ‘석유화학의 쌀’ 에틸렌으로

中-美만 보유한 핵심기술 국산화… 고온서 99% 직접 전환해 효율적

국내 연구팀이 기후변화를 일으키는 대표적인 온실가스인 메탄을 ‘석유화학의 쌀’로 불리는 에틸렌 등으로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다. 경제성과 안전성이 높은 기술로 기술개발 경쟁이 심하지만 현재는 중국과 미국만 보유하고 있는 석유화학 분야 핵심 기술이다.

한국화학연구원은 김용태, 김석기 탄소자원화연구소 선임연구원팀이 메탄을 에틸렌을 비롯한 화학원료와 수소 등으로 99% 전환할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 에틸렌은 각종 석유화학 제품의 원료로 쓰이는 물질로, 플라스틱 제품의 절반은 에틸렌으로 만든다.

연구팀은 메탄이 기후변화를 일으키는 온실가스의 주범이지만 현재는 태워서 난방용 연료로 사용하는 데 96%를 쓰고 있다는 데 주목했다. 만약 효율이 좋은 화학 공정을 개발해 에틸렌 등 유용 화학물질을 만들면 온실가스도 줄이고 석유 사용도 동시에 줄일 수 있어 일석이조다.

이를 위해 기존에는 산화제를 써서 메탄을 유용한 원료로 바꿨는데, 단계가 많아 효율이 낮았다. 이를 대체하기 위해 산소를 넣는 기술도 있지만, 역시 변환 효율이 70%대로 한계가 있었다. 하지만 연구팀이 이번에 개발한 기술은 산화제를 쓰지 않고 1000도의 고온에서 메탄을 에틸렌과 벤젠, 나프탈렌, 수소 등 산업에 유용한 물질로 99% 직접 전환할 수 있다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘ACS촉매’ 9월호에 발표됐다.
김민수 동아사이언스 기자 reborn@donga.com