화학연, 이산화탄소 합성가스 전환 기술 실증 성공

세계 최대 규모 CO₂활용 건식개질 플랜트 완공

울산 부흥산업사 공장 내 건식개질 플랜트. (화학연 제공)./뉴스1

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 이산화탄소(CO₂)를 석유화학 원료인 합성가스(H₂, CO)로 전환하는 기술 실증화에 성공했다.

한국화학연구원은 CO₂에너지연구센터 장태선 박사 연구팀이 이산화탄소로부터 석유화학 플랫폼 화합물인 합성가스를 생산할 수 있는 핵심 실증 촉매 및 공정기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

이 기술을 이전 받은 ㈜부흥산업사는 연간 8000톤의 합성가스 생산이 가능한 세계 최대 규모 CO₂활용 건식개질 플랜트를 울산산업단지에 구축했다.

수소와 일산화탄소로 이루어진 합성가스는 암모니아, 알코올, 플라스틱 등 다양한 화학원료의 필수적인 핵심 물질이다.

하지만 석유화학 산업에서 합성가스를 생산하고 있는 기존의 기술들은 모두 온실가스를 대량으로 배출하는 문제점이 있어 기존 기술 대비 온실가스를 획기적으로 줄일 수 있는 ‘온실가스 감축형 합성가스 제조기술’ 개발이 요구된다.

기존의 건식개질 기술은 반응 중 탄소 입자 생성에 의한 촉매 비활성화로 인해 상용화가 어려워 지난 100여 년 동안 석유화학산업의 오랜 숙제로 남아있었다.

장태선 한국화학연구원 박사가 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 세계 최고 건식개질 기술을 설명하고 있다.(화학연 제공)/뉴스1

이에 연구팀은 CO₂를 합성가스로 제조하는 건식개질 기술의 핵심 원천촉매 및 공정을 개발해 세계 최고의 온실가스 감축효과를 보이는 합성가스 제조 기술을 확보했다.

연구팀은 약 1톤의 일산화탄소를 생산하면 약 1.053톤의 이산화탄소를 감축하게 되는 일석이조의 효과를 얻을 수 있으며 합성가스 제조 공정에 약 1만 시간가량을 적용할 수 있는 안정한 촉매를 확보했다.

부흥산업사는 구축된 건식개질 플랜트 운영 및 후속 연구를 통해서 촉매 효율을 높이고 공정을 최적화해 기존 석유화학 유래 제품 대비 온실가스 감축효과를 극대화하고 경제성을 확보할 계획이다.

또 제조된 합성가스를 활용해 초산, 메탄올, 디메틸카보네이트를 제조하는 등 다양한 분야에 응용하기 위한 준비도 하고 있다.

이영국 화학연 원장은 “이번 세계 최대 규모 CO₂활용 건식개질 플랜트는 핵심 촉매와 공정개발 모두 국내 기술로 확보했다는 점에서 의의가 있다"며 "CCU 기술이 탄소중립 실현에 실질적으로 기여할 수 있음을 보여주는 좋은 사례가 될 것으로 기대한다"고 말했다.

‘CO₂활용 건식개질 플랜트’ 완공식은 이날 오후 2시 ㈜부흥산업사 울산공장에서 진행된다.

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