▲ LG화학 연구원들이 신규 개발한 반응기를 살펴보고 있다.

LG화학이 한국과학기술연구원(KIST)과 공기 중 이산화탄소(CO₂)를 플라스틱 원료, 합성가스 등으로 다양하게 활용 가능한 일산화탄소(CO)로 전환할 수 있는 기술개발에 성공했다.

LG화학(대표 신학철)은 KIST(원장 윤석진)와 공동연구를 통해 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 효율을 세계 최고 수준으로 높일 수 있는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 9일 밝혔다.

CO는 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. 온실가스 감축을 통해 환경 문제를 해결함과 동시에 대기 중의 CO₂를 원료로 사용할 수 있어 탄소 중립 실현에 필수적이다.

LG화학과 KIST가 이번에 개발한 반응기는 CO 뿐만 아니라 각종 연료 및 화합물의 원료인 합성가스(Syngas)도 만들 수 있다. CO와 수소의 비율을 전압 조절로 제어해 다양한 종류의 합성가스 제조와 기술 확장이 용이하다.

특히 CO₂ 분해 및 환원에 사용되는 전류 효율이 90% 이상으로 논문으로 보고된 수치 중 가장 높고, 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 스택(Stack) 공법을 적용해 전기화학적 반응기 중 상업화를 시도할 수 있다.

LG화학과 KIST는 이번에 개발한 반응기의 크기를 10배 이상으로 더 키워 실제 양산이 가능한 기술을 확보해 나갈 예정이다. 나아가 공기 중 CO₂를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌(C₂H₄)까지 생산하는 기술도 개발해 탄소 중립에 기여할 계획이다.

LG화학 CTO 유지영 부사장은 “KIST와 함께 CO₂전환 기술의 상용화를 위한 기반을 마련한 데 그 의미가 크다. 향후 탄소 중립 분야의 원천 기술 개발을 지속적으로 강화해 나갈 것”이라고 말했다.

KIST 청정신기술연구본부 민병권 본부장은 “전기를 활용한 CO₂ 전환기술의 규모화를 통해 고부가 화합물의 대량생산 가능성을 확인했다. 재생에너지의 보급이 높아질수록 경제성이 충분히 확보될 수 있으며, 향후 국가적 의무인 탄소중립에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다” 라고 말했다.

한편, LG화학과 KIST는 지난해 4월 탄소중립 및 수소 에너지 등 관련 기술의 공동 연구개발을 위한 업무협약을 체결하고 유망 탄소중립 기술 과제 10개를 도출했다. 지난 4월에는 CO₂를 활용한 에틸렌의 전기화학적 생산 기술과 바이오매스 및 부생가스를 활용한 유기산의 생물학적 생산 기술 이전을 위한 공동연구실을 출범했다.