LG화학-KIST, 공기 중 이산화탄소로 플라스틱 원료 만든다

이산화탄소→일산화탄소 전환 전기화학 전환 반응기 개발

LG화학은 KIST와 공동으로 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환해 효율을 높이는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 9일 밝혔다.

일산화탄소는 합성가스·메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는데 필요한 고부가 물질이다.

전기화학적 전환 기술은 전기를 이용해 CO₂를 CO 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 기술이다.

온실가스를 감축해 환경 문제를 해결함과 동시에 대기 중에 풍부하게 존재하는 CO₂를 원료로 사용할 수 있어 탄소중립 실현에 필수적이다.

LG화학 연구원들이 신규 개발한 반응기를 살펴보고 있는 모습

LG화학과 KIST가 이번에 개발한 반응기는 CO뿐만 아니라 각종 연료와 화합물 원료인 합성가스도 만들 수 있다.

CO와 수소 비율을 전압 조절로 손쉽게 제어해 다양한 종류의 합성가스 제조가 가능한 것은 물론 기술 확장도 용이하다.

CO₂ 분해와 환원에 사용하는 전류 효율이 90% 이상으로 지금까지 논문으로 보고된 수치 중 가장 높다.

또 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 스택 공법을 적용해 현존하는 전기화학적 반응기 중 상업화를 시도할 수 있는 최적 규모를 구현했다.

LG화학과 KIST는 이번에 개발한 반응기 크기를 10배 이상으로 확대해 양산 가능한 기술을 확보해 나갈 예정이다. 앞으로 공기 중 CO₂를 포집해 각종 석유화학 제품 원료인 에틸렌(C₂H₄)까지 생산하는 기술도 개발해 탄소 중립에 기여할 계획이다.

유지영 LG화학 부사장(CTO)는 "이번 연구 성과는 KIST와 함께 CO₂ 전환 기술 상용화를 위한 기반을 마련한 데 의미가 크다”며 “탄소중립 분야 원천기술 개발을 지속해서 강화해 나갈 것”이라고 말했다.

민병권 KIST 청정신기술연구본부장은 “전기를 활용한 CO₂ 전환기술 규모화로 고부가 화합물의 대량생산 가능성을 확인했다”며 “재생에너지 보급이 높아질수록 경제성이 충분히 확보될 수 있고 앞으로 국가적 의무인 탄소중립에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다”고 말했다.