서형탁·김유권 아주대 교수팀

국내 연구진이 도시가스나 천연가스의 주요 구성 성분인 메탄을 사용해 수소와 탄소를 생산할 수 있는 촉매 반응 기술을 개발했다.

친환경·저비용 수소 연료와 고순도·고부가가치의 탄소를 동시에 대량 생산할 수 있는 첨단 에너지 기술로 활용될 전망이다.

아주대학교는 서형탁 신소재공학과·대학원 에너지시스템학과 교수와 김유권 화학과·대학원 에너지시스템학과 교수 공동 연구팀이 액상합금촉매와 지르코니아 입자가 주입된 수직 기포 반응기를 이용해 메탄 직접 전환 수소 기체·고체 탄소 생산 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

관련 내용은 논문 ‘지르코니아 입자와 융용 액상 합금을 이용한 기포 컬럼 반응기를 통한 메탄으로 부터의 이산화탄소 무배출 수소 생산 효율 증대’로 화학공학 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’ 7월7일자 온라인판에 게재됐다.

공동 제1저자로 아주대 대학원 박사과정 이영재 학생과 노용규 박사, 박사과정 김진아 학생, 샨카라 칼라뉴르 교수도 참여했다. 

수소는 연료로 사용된 후 물이 배출되는 대표적 청정 연료원이다. 최근 차세대 에너지 연료원으로 주목을 받으며 산업 전반에서 활용 영역을 넓혀가고 있다.

연료로서의 수소를 대량 생산하기 위해서는 화석 연료를 개질하는 방식이 주로 사용되고 있는데, 이 과정에서 수소 생산 중량의 9배가 넘는 이산화탄소도 같이 배출된다.

이러한 이유로 대표적 온실가스인 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 전기나 태양광을 이용하는 광·전기 화학적 물 분해 기술에 대한 연구가 최근 활발히 이뤄져 왔다.

서 교수는 “이산화탄소 배출 규제 강화 움직임에 따라 기존 화석연료 기반의 수소 생산 방식의 경우 비용 상승이 불가피하다”며 “환경친화적이며 비용이 적게 드는 새로운 수소 대량 생산의 길을 열었다는 점에서 이번 연구에 의미가 있다”고 말했다.

특히 “수소와 동시에 얻을 수 있는 탄소를 고순도·고부가가치 형태로 연속적으로 얻게 되면 탁월한 경제성을 확보할 수 있다는 점에서 앞으로 실용화를 목표로 연구를 이어갈 예정”이라고 덧붙였다.

이 연구는 산업자원통상자원부·한국산업기술평가관리원 주관 산업기술알키미스트프로젝트와 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 C1가스리파이너리사업지원으로 수행됐다. /뉴시스

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