SK이노베이션, 이산화탄소→일산화탄소 전환 전기화학 촉매기술 개발

온실가스 감축 수단으로 주목…환경분야 최상위 학술지에도 게재

이호성 승인 2022.09.23 20:11 의견 0

[에너지산업신문]

SK이노베이션 환경과학기술원이 독자연구를 통해 이산화탄소를 일산화탄소로 전환할 수 있는 전기화학 촉매기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

이 연구 성과는 지난 18일 환경분야 최상위 학술지(Applied Catalysis B: Environmental)에 온라인 게재됐다.

이산화탄소를 전환한 일산화탄소는 초산, 플라스틱을 비롯한 다양한 화학제품을 생산하거나 합성 연료유, 메탄올과 같은 대체 연료를 생산하는 데 필요한 원료 물질이다.

이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 데에 높은 활성을 보이는 금·은 등 귀금속 촉매를 값이 싼 철·니켈 등으로 대체하고, 이를 원자 수준으로 조절해 성능을 개선하는 연구가 세계적으로 이뤄지고 있다.

기존 촉매는 수백개의 원자가 뭉쳐져 있는 형태였다면, 원자를 하나하나 분리해 만든 단원자 촉매는 활성을 더욱 높이는 최신 촉매 기술이다. SK이노베이션 환경과학기술원 연구팀은 서로 다른 두 개의 원자를 하나씩 붙여 만든 이원자 형태의 촉매로 더 큰 성능 개선을 이뤘다.

연구팀은 니켈과 망간을 원자 하나씩 붙인 형태로 촉매를 제조하면 촉매 활성에 시너지 효과가 발생하는 것에 착안했다. 이산화탄소 분해에 사용되는 에너지를 줄임과 동시에 98% 이상 일산화탄소로 전환하는 촉매기술을 개발했다. 현재까지 논문으로 보고된 전환효율 수치 가운데 가장 높다.

SK이노베이션은 차세대 촉매 개발 역량을 확보하는 한편, 외부 전문기관과 협력해 전기화학반응기 규모를 확대하고, 양산 기술도 추가로 확보해 탄소 중립에 기여한다는 목표다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 "이번 연구 성과는 수십년에 걸친 에너지·화학 연구개발 과정에서 축적된 촉매 역량이 탄소 저감 기술 개발에 접목된 사례”라며 “탄소 중립 기술 개발을 위해 핵심역량을 심화해 적용할 것”이라고 밝혔다.

이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 전기화학 촉매기술 개념도. (c)SK이노베이션


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