▲ 암모니아와 이산화탄소 동시전해 시스템 통한 친환경 고효율 연료 생산 공정 개요도. ⓒ 지스트
▲ 암모니아와 이산화탄소 동시전해 시스템 통한 친환경 고효율 연료 생산 공정 개요도. ⓒ 지스트

국내 연구진이 이산화탄소와 암모니아를 제거하고 고활용 유기화합물로 전환하는 기술을 개발하는데 성공했다.

광주과학기술원(지스트)는 이재영 교수 연구팀이 화학제품의 원료나 전기 발전의 에너지원으로 사용 가능한 합성가스를 생산하는 암모니아와 이산화탄소 전해전환 공정 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

이산화탄소의 전기화학적 전환은 상온·상압 조건에서 대기 중 온실가스를 감축하고 탄화수소계 화합물로 전환할 수 있어 각광받고 있다.

기존 이산화탄소 전해공정은 환원 공정이 이론전위가 높은 물 전기분해와 짝반응을 이루는 구조로 구성돼 전해공정에 필요한 소모전력이 매우 크다는 단점이 상용화에 걸림돌로 작용하고 있다.

연구팀은 상대적으로 소모전력이 낮은 암모니아의 전기화학적 산화반응을 짝반응으로 구성하는 시도를 통해 소비전력을 낮추고 유해 암모니아와 이산화탄소를 고부가가치의 물질로 전환하는데 성공했다.

자체 제작한 'near Zero-gap'을 사용해 암모니아-이산화탄소 동시 전해 공정으로 셀 구동 전압을 최대 34.04% 감소시켰다.

또 탄소(CO)와 수소(H2)를 포함하는 합성가스 생산이 가능한 에너지 절약형 탄소 연료 생산 공정을 새롭게 제시했다.

연구팀은 생산하는 합성가스에서 투입한 암모니아의 농도와 인가 전류밀도에 따라 CO:H2의 비율을 선택적으로 조절할 수 있음을 증명했다.

이재영 교수는 "연구 성과는 경제적이면서 기존 공정보다 더 친환경적인 새로운 탄소 연료 생산 공정과 다양한 분야에서 맞춤형 합성가스 생산 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다"고 말했다.

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