■ SK이노베이션 환경과학기술원, 독자 촉매 기술로 이산화탄소→일산화탄소 구현 성공

■ 지난해 독자 개발 ‘이원자 촉매 기술’ 수준 높여 일산화탄소 대량 생산

■ 온실가스 주범 이산화탄소 줄이며 화학원료 일산화탄소 확보 첫 걸음 의미

SK이노베이션이 전기화학적 촉매 반응을 활용해 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는데 성공했다. 이렇게 생산된 일산화탄소는 다양한 화학제품의 기초물질로 활용돼 탄소저감 화학제품 생산 등에 기여할 것으로 기대된다.

SK이노베이션 연구개발(R&D) 조직인 환경과학기술원은 이산화탄소를 선택적으로 일산화탄소로 바꾸는 ‘이원자(二原子)* 촉매 기술’을 활용해 하루 1kg 상당의 일산화탄소를 제조하는데 성공하고, 실증 결과를 화학공학 전문 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 지난달 29일자에 게재했다. 국내 전기화학 시스템 전문업체 ‘테크윈’이 연구에 참여했으며, 이원자 촉매를 활용한 일산화탄소 대량 생산은 SK이노베이션 환경과학기술원이 최초 구현한 것으로 평가 받는다.
(*) 서로 다른 두 개의 원자를 하나씩 붙인 형태

이원자 촉매 기술은 SK이노베이션 환경과학기술원 연구진이 개발해 지난해 환경분야 학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 환경(Applied Catalysis B: Environmental)’에 게재된 바 있다. 수백 개의 원자가 뭉쳐진 기존 촉매와 달리 원자를 하나씩 분리해 만든 단원자(單原子) 촉매는 활성을 더욱 높이는 기술로 평가 받는다. 이에 더해 이원자 형태로 만들면 촉매 성능**이 더 향상되는 걸 확인한 것이다.
(**) 촉매는 화학 반응속도를 변화시키는 물질로, 촉매의 성능은 촉매에 의해 물질이 전환되는 속도를 일컬음

올해 연구에서 연구진은 니켈과 철이 이원자 형태로 존재하는 촉매를 제조해 촉매 성능을 높였고, 이를 여러 전극 셀이 적층 된 전해조***에 적용했다. 전해조에서의 전기화학 촉매 반응을 거쳐 이산화탄소가 일산화탄소로 전환된 것이다.
(***) 전기분해로 화합물을 분해하는 장치

SK이노베이션 환경과학기술원은 이번 연구가 기후위기를 가속화하는 주요 요인인 이산화탄소를 줄이면서 일산화탄소를 확보하는 ‘일석이조’ 효과를 낼 것으로 기대하고 있다. 일산화탄소는 초산, 플라스틱 등 화학제품 생산에 쓰이며, 최근에는 메탄올, 합성원유 등 대체연료 생산 원료로 주목 받고 있다. SK이노베이션 환경과학기술원은 앞으로도 차세대 탄소저감 기술 상용화를 위해 촉매 성능 개선 및 양산역량 확보를 지속하며, 대내외 협업을 이어갈 계획이다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 “탄소감축과 기후위기 극복은 우리 모두가 해결해야 할 최우선 과제”라며 “이번 성과는 에너지∙화학 연구개발(R&D) 과정에서 축적된 촉매 기술 역량이 탄소감축 기술 개발에 활용된 사례로, 앞으로도 SK이노베이션 R&D 핵심역량을 더욱 강화해 탄소감축에 기여하겠다”고 말했다.

[사진설명] SK이노베이션 환경과학기술원 연구진이 ‘이원자 촉매 기술’로 일산화탄소 전환 실증을 하고 있다.