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이산화탄소를 이용하여 메탄 연료 또는 화학제품으로 전환하는 방법 및 장치

전문가 제언: ○ 이산화탄소(CO2)가 지구온난화를 일으키는 온실가스(greenhouse gas: GHG)의 주범으로 지적되면서 화석연료의 연소에 따른 CO2의 방출에 대한 규제가 전 세계적으로 강화되고 있다. 이에 대응하여, CO2 저감기술의 범위가 종래의 CCS(carbon dioxide capture and storage: 이산화탄소 포집 및 저장)에서 CCUS(carbon dioxide capture, utilization and storage: 이산화탄소 포집, 이용 및 저장)로 확장됨에 따라 각국에서는CO2의 활용기술에 대한 개발노력이 높아지고 있다.

○ 이 발명에서는 CO2로부터 메탄 등의 화학제품으로 전환하는 장치를 지하로 설치하여 장치의 지하에 있는 부분의 압력이 대기압보다 높게 함으로써 광합성 미생물에 의한 CO2 격리효율 및 메탄으로의 전환율도 높아지는 효과를 얻고 있다. CO2로부터 다양한 미생물에 의해 소화시켜 메탄 등으로 전환하는 공정은 소화에 관련된 산업(digestion industry)에서는 이미 잘 알려진 기술이다. 이 발명에서의 특이사항은 탄소격리 및 메탄생성의 두 단계를 수직적으로 매우 깊은 우물형태의 지하 생물반응기에서 실행하는 점을 들 수 있다. 이 특허를 참고하는 경우에는 이 점에 유의할 필요가 있다.

○ 우리 정부는 2008년 저탄소녹색성장 비전 제시와 함께 그린에너지 산업 육성 전략의 9대 중점기술로 CCS 기술을 선정하였으며, 2009년에는 녹색성장 국가전략 및 5개년 계획 수립과 더불어 2009년 11월 국무회의를 통해 2020년까지 발생 예상되는 이산화탄소 배출량의 30%를 감축하기로 결정한 바가 있다. 또한 CO2 활용기술에 대한 연구도 정부출연연구소, 대학 등에서 활발하게 수행되고 있다. 대표적으로 두뇌한국(BK21) 과제로 오래 전부터 이산화탄소를 활용한 유기합성, 고분자합성 분야에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

○ 향후 CO2를 경제적으로 활용하기 위한 기술과제로는 적은 에너지로 생성물에 대한 높은 선택도를 가지는 고성능 촉매의 개발 및 생성물을 효과적으로 분리할 수 있는 시스템의 개발이 필수적이다. 또한 대량의 CO2를 처리할 수 있는 공정개발 및 생성제품의 수요개발을 위한 노력 등도 병행되어야 할 것이다.

저자: Prasad S. Kodukula, Charles R. Stack
자료유형: 니즈특허정보