[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 고체 상태로 포집한 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하는 기술을 개발했다. 기존 산업과의 연계성이 강한 기술로 빠른 상용화와 함께 국가 온실가스 감축 계획에 도움을 줄 것으로 보인다.

서울대학교 공과대학은 23일 재료공학부 남기태 교수, 권민상 교수와 한국기술연구원의 이웅 박사 공동 연구팀이 배터리와 플라스틱 생산에 사용되는 고리형 카보네이트의 새로운 생산법을 개발했다고 밝혔다.

최근 탄소 중립과 기후위기 대응을 위해 에너지 절약과 신재생 에너지 활용 등에 있어 탄소 포집 및 자원화 발전전략이 필수적이다. 이를 위해 이산화탄소를 활용한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이번 연구에서 공동 연구팀은 육상 식물보다 높은 이산화탄소 활용률을 보이는 미세조류에 주목했다. 미세조류는 물속에서 탄소가 포집된 형태인 중탄산염을 이용해 육상 식물보다 빠르게 광합성을 진행하기 때문이다.

이에 착안해 공동 연구팀은 세계 최초로 중탄산염을 활용한 에틸렌 카보네이트 합성 방법론을 개발했다. 중탄산염은 산업적으로 솔베이 공정을 통해 생산되는 베이킹소다의 주성분이다. 아울러 기술 성숙도가 높은 탄소포집기술(CCU)을 통해 생산할 수 있는 물질이다.

공동 연구팀은 빠른 상용화를 위해 기존 산업과 연계성을 고려했다. 전기화학 공정인 염소-수산화나트륨 공정과 유사한 형태로 전기화학 반응을 설계하고 이를 활용해 고리형 카보네이트의 원료와 그린 수소를 함께 생산하는 시스템을 개발했다.

아울러 생성된 에틸렌 카보네이트로부터 폴리우레탄 플라스틱을 효율적으로 합성하는 방법론을 제시해 새로운 기술이 경제적이고 환경적으로 타당함을 확인했다.

남기태 교수는 “이번 성과는 고체 형태로 전환된 이산화탄소를 활용해 산업적으로 폭넓게 활용되는 물질을 합성하는 세계 최초의 방법을 제시했다는 점에서 혁신적이며 새로운 활용처 또한 개발 중에 있다”며 “기존 산업과의 연계성이 강한 기술을 개발해 상용화까지 빠르게 나아갈 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

권민상 교수는 “이번 연구에서 개발한 공정을 기반으로 다양한종류의 카보네이트 물질을 합성할 수 있으며 이를 통해 부가가치가 높은 친환경 폴리우레탄 플라스틱을 개발할 수 있다는 점에서 아주 중요한 연구로 생각한다”고 밝혔다.

이웅 박사는 “이번 연구가 고체화합물 생산을 통해 이산화탄소를 장기간 격리할 수 있는 기술이 경제성을 가질 수 있음을 입증했으며 국가 온실가스 감축 계획 달성에 중요한 전기를 마련했다”고 평가했다.

이번 연구는 국제학술지 네이처 신세시스(Nature synthesis)에 5월 23일 온라인 개재됐다.