석유 대신 이산화탄소로 에틸렌을 만드는 기술이 개발됐다. 에틸렌은 플라스틱, 각종 건축자재, 비닐, 합성고무 등의 원료로 쓰여 석유화학 산업의 쌀로 불린다.

UNIST는 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 이산화탄소를 원료로 활용해 에틸렌을 생산하는 구리알루미늄 합금 촉매를 개발했다고 24일 밝혔다.

촉매를 전극에 바른 뒤 전기를 흘려주면 촉매 표면에서 이산화탄소가 전기화학 반응을 통해 에틸렌으로 바뀌어 나온다.

이번 연구는 UNIST 신소재공학과의 이종훈 교수팀, KENTECH 김우열 교수팀, KAIST 김형준 교수팀과 공동으로 이뤄졌다.

연구팀이 개발한 촉매는 이제껏 논문으로 보고된 촉매 중 최고 수준인 82.4%의 전류효율을 기록했으며, 기술의 상업화 경제성을 판단하는 전류 밀도(421 mA cm-2) 또한 제시된 평가 기준의 2배를 넘어섰다.

촉매 효율이 높을수록 부산물이 적게 생성됐다는 의미이며, 전류밀도는 단위 시간당 생산할 수 있는 에틸렌의 양을 가늠할 수 있는 지표다. 기술 경제성평가에서 제시하는 최소 기준은 200mA cm-2다.

촉매를 합성하는 방법도 간단하다. 구리와 알루미늄 원료를 동시에 침전시킨 후 열을 가해주기만 하면 돼 대량생산이 쉽다.

권영국 교수는 “온실가스를 제거하는 동시에 에틸렌을 친환경적으로 생산할 수 있는 일거양득의 기술”이라며 “기술 경제성평가 기준을 충족한 데다가, 촉매 합성 방법이 간단해 친환경 에틸렌 생산 기술의 상용화를 앞당기는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구결과는 에너지·환경과학 분야의 세계적 권위지인 에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)에 지난달 22일자로 온라인 선 공개돼, 정식 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 한국연구재단의 Carbon to X 기술개발사업, 중견과제, 중견연구과제 등의 지원을 받아 이뤄졌다. 정인준 기자