[과학을 읽다]CO2로 유용한 물질 만든다

국내 연구팀, CO2에서 탄소물질 만드는 기술 개발

▲수소화붕소나트륨을 이용한 CO2 전환 공정 개념도(위쪽)와 합성된 다공성 탄소 물질.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 곳곳에 존재하는 이산화탄소(CO2)를 우리에게 필요한 물질로 전환할 수 있다면 얼마나 좋을까요. 지구온난화의 가장 큰 원인인 CO2가 유용한 물질을 만드는 재료가 된다면 말이죠. 이 같은 일이 실제로 일어나고 있습니다.

국내 연구팀이 이산화탄소를 고부가가치의 탄소전극소재로 전환하는 기술을 개발했습니다. 해당 기술은 기업으로 기술이전 됐습니다. 기업에 기술 이전됐다는 것은 상용화에 나선다는 의미입니다. 특히 이번 기술은 몇 가지 측면에서 관심을 모으고 있습니다.

기존의 이산화탄소 전환은 고온·고압의 반응 조건이 필요했습니다. 이 때문에 산업화에 큰 진척이 이뤄지지 않았습니다. 이번에 내놓은 연구팀의 원천기술은 500도, 1기압의 조건에서 전환 공정이 가능합니다. 예컨대 마그네슘을 사용해 이산화탄소를 탄소 물질로 전환할 때 1000도와 약 490~990기압의 반응 조건이 필요합니다. 이산화탄소를 전환하는데 고온·고압의 반응 조건이 필요한 이유는 이산화탄소 분자가 매우 안정돼 있기 때문입니다. 분자 사이의 결합을 깨기 위해서 높은 에너지가 필요한 것이죠.

이번 기술은 강력한 환원력을 가진 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 사용해 기존 기술 대비 10분의1 이하의 저에너지·저비용 생산 공정 구축이 가능합니다. 환원력이란 CO2와 같은 산화물을 환원시키는 힘을 의미하고 환원의 결과로 이산화탄소에서 산소가 사라지고 탄소만 남게 되는 것을 뜻합니다.

전환과정에서 탄소물질에 붕소(B)가 도핑 돼 전자저장능력이 커지고 전극소재로 활용 가능한 고부가가치 탄소 전극 물질이 생산됩니다.

이번 연구는 이재우 카이스트KAIST) 생명화학공학과 교수팀이 수행했습니다. 개발된 기술은 성일에스아이엠에 기술이전됐습니다. 성일에스아이엠은 이전받은 기술을 적용한 양산시설을 구축하는 등 조기 상용화에 나섭니다. 이를 통해 양산된 탄소물질로 국내·외 연료전지, 수퍼캡은 물론 각종 전지 전극소재 시장에 진입할 계획입니다.