[요약]
- SK이노베이션은 전기화학적 촉매 반응을 활용해 이산화탄소의 일산화탄소 전환에 성공
- 일산화탄소 전환에는 독자적으로 개발한 이원자 촉매 기술이 활용됐으며, 기존 보유하고 있던 촉매 기술의 수준을 향상시켜 일산화탄소 대량 생산을 이룸
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SK이노베이션은 이원자 촉매를 활용해 이산화탄소로부터 일산화탄소를 전환 생산해냈으며, 생산된 일산화탄소는 다양한 화학제품 제조에 있어 기초물질로 널리 활용될 전망
- SK이노베이션 산하 환경과학기술원(이하 환경과학기술원)은 이산화탄소를 선택적으로 일산화탄소로 전환하는 ‘이원자(二原子) 촉매 기술’을 바탕으로 일산화탄소를 제조하는 실증에 성공
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- 환경과학기술원은 전기화학 시스템 전문업체 ‘테크윈’의 연구 참여와 함께, 자체 개발한 기술인 이원자 촉매 기술을 활용해 하루 1㎏ 상당의 일산화탄소를 제조
- 이원자 촉매를 활용하여 일산화탄소를 대량 생산한 사례는 전례가 없던 것으로 환경과학기술원이 최초로 구현한 것이라는 평가가 지배적
- 환경과학기술원은 전기화학 시스템 전문업체 ‘테크윈’의 연구 참여와 함께, 자체 개발한 기술인 이원자 촉매 기술을 활용해 하루 1㎏ 상당의 일산화탄소를 제조
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- 이번 실증 결과는 ‘23년 11월 29일 화학공학 학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 게재
- 이원자 촉매 기술은 단원자(單原子) 촉매 기술보다 한 단계 더 진보한 기술로서 촉매 성능의 향상을 초래
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- 단원자 촉매 기술이란 수백 개 원자가 한꺼번에 뭉쳐진 기존 형태의 촉매와 달리 원자를 하나씩 분리해 만드는 촉매 기술로, 기존 촉매 대비 활성을 더욱 높일 수 있다는 장점을 가짐
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- 이원자 촉매 기술은 단원자 촉매 기술에서 더 나아가 서로 다른 두 개의 원자를 하나씩 붙인 형태의 촉매를 생성하는 기술로 이원자 형태의 촉매는 단원자 촉매와 비교 시 그 성능이 훨씬 뛰어나다는 것이 확인
- 환경과학기술원은 이원자 촉매 기술을 독자 개발하여 ’22년 환경분야 학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 환경(Applied Catalysis B: Environmental)’을 통해 발표한 바 있으며, 이번 실증은 이원자 형태 촉매의 성능 향상 여부가 쟁점
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- 환경과학기술원 연구진은 니켈과 철이 이원자 형태로 존재하는 이원자 촉매를 제조했으며 이를 여러 전극 셀로 이루어진 전해조에 적용
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- 이후 전해조에서는 향상된 전기화학적 촉매 반응을 통해 이산화탄소가 일산화탄소로 전환되기에 이르렀는데, 연구진은 그 과정에서 해당 이원자 촉매의 높은 성능을 확인할 수 있었음
- 일산화탄소는 화학 분야 전반에 걸쳐 다양한 용도로 활용되고 있거나 활용될 것으로 주목받는 물질 중 하나
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- 일산화탄소는 초산, 플라스틱 등과 같은 화학제품 생산에 사용되고 있으며, 향후 메탄올 등과 같은 대체연료를 생산하는 데 필요한 원료로도 기대됨
- 환경과학기술원은 이번 실증을 계기로 촉매의 성능을 개선하고 양산 역량을 높이기 위해 대내 및 대외 협업을 지속해 나갈 계획
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- 환경과학기술원은 해당 실증과 관련해 에너지 및 화학 연구개발 과정에서 축적된 촉매 기술 역량이 탄소감축 기술 개발에 활용된 사례라고 평가
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- 더불어 향후에도 탄소감축에 최우선적으로 기여할 것이라고 밝히며 촉매 관련 기술 발전 등을 위해 다양한 협력관계를 구축해 나갈 것이라고 강조
[시사점]
- 이원자 촉매 기술의 실증 성공은 온실가스 주범인 이산화탄소를 감소시키고 화학원료로서 무한한 활용가능성이 기대되는 일산화탄소를 확보한 결과로, 탄소배출 절감과 함께 화학원료 획득을 동시에 이룬 성과
- 향후 기술 상용화를 바탕으로 일산화탄소의 다량 생산이 가능해질 경우 화학산업 전반 및 일부 에너지 산업에도 높은 부가가치를 발생시킬 것으로 기대
[출처]
- 연합뉴스, SK이노, 이산화탄소→일산화탄소 전환 촉매기술 실증 성공, 2023.12.3.
- SK이노베이션, SK이노베이션, 이산화탄소로 ‘일산화탄소’ 제조 기술 실증 성공, 2023.12.3.
