[데일리비즈온 김소윤 기자] 대기 오염의 원인으로 지목되는 이산화탄소가 휘발유로 전환된다는 획기적인 연구 결과가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

10일 한국화학연구원 탄소자원화연구소 전기원‧김석기 박사팀은 이산화탄소를 휘발유로 만드는 반응 메커니즘을 밝혀 전환공정의 핵심 ‘촉매’를 최적화하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 특히 독일의 에너지 효율(세계 연구 기준) 대비 최대 10%p 높은 효율을 보여 주목된다.

이에 따르면 연구팀은 이산화탄소를 개발한 전환공정에 한번 통과했을 때 25~30%가 휘발유로 만들어졌다. 남은 이산화탄소를 계속 공정에 순환시키면 90%이상이 전환된다. 연구팀에 따르면 이 기술을 이용해 휘발유 1L를 생산하는데 대략 2000~2500원의 비용이 드는 것으로 추정된다.

계산과학을 이용한 연구팀은 직접전환 반응에 쓰이는 촉매인 철·구리·칼륨의 적절한 양을 알아내고 최적화된 촉매를 개발했다. 연구진은 촉매 연구를 통해서 맨 첫 단계로 구리가 이산화탄소를 일산화탄소와 산소로 분리한다.

이후 철 표면에 달라붙은 산소를 제거하는 반응을 촉진한 뒤 칼륨이 일산화탄소만 연쇄적으로 붙여 휘발유로 전환되는 반응을 도와준다는 것을 발견했다. 또 직접전환 반응 공정에 칼륨을 첨가할 때 철과 구리의 합금 형성을 촉진해 안정성을 높인다는 것도 확인했다.

직접전환 공정은 800℃ 고온에서 공정이 이뤄지는 간접전환과 비교해 300℃의 저온에서 반응이 진행돼 적은 전력공급으로도 가동될 수 있다. 즉, 태양열과 풍력 등 재생에너지를 전환공정의 전력 공급원으로 사용 가능하다.

이번 연구 결과는 가성비로 따졌을 때 효율이 높다고 보긴 어렵지만 친환경을 고려했을 때 획기적인 성과다. 세계적으로 태양광 사업에 집중하는 것도 경제적인 면보다는 환경 오염도를 줄이기 위함이다.

실제 공장 생산 단계로 가기까지는 시간이 걸릴 것으로 보인다. 향후 더 큰 규모의 연구를 거친 뒤 관심을 가지는 관련 기업들이 실증단계 연구를 몇 년간 거친 뒤 공장 생산이 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다.

한편, 이번 연구 결과는 온실가스저감 분야 최고 권위지인 ‘이산화탄소 이용 저널(Journal of CO2 Utilization)’ 12월호에 게재됐다.

과학기술정보통신부에서 지원을 받아 이루어진 이번 연구는 차세대탄소자원화연구단의 이산화탄소를 없애거나 줄이는 연구의 일환이다.