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이산화탄소를 이용하여 개미산염 및 개미산 합성을 위한 전기화학적 환원방법

전문가 제언: ○ 이산화탄소(CO2)는 화석연료가 연소될 때 발생되는 최종 생성물이며, 산업 및 생명활동의 결과로서 발생한다. 근년 CO2가 지구온난화를 일으키는 대표적인 온실가스로서 지목되면서 전 세계적으로 CO2의 포집, 저장 및 활용하기 위한 기술개발이 활발하게 추진되고 있다. 식물이 CO2를 탄소자원으로 활용하여 셀룰로오스와 같은 유기화합물을 효율적으로 합성하면서 생장하는 원리를 원용하여 인간이 CO2를 필요한 고분자 물질로 효율 좋게 변환할 수 있다면 고갈 우려가 있는 석유자원을 대체할 수 있는 풍부한 양의 탄소자원을 확보하는 것이 가능하다.

○ 이 발명은 이산화탄소로부터 개미산 또는 개미산염으로 전환하기 위한 환원전극(cathode)과 산화전극(anode) 사이에 다공성 격막으로 분리된 구조의 전기화학 셀을 제공한다. CO2의 전기화학적 환원공정에 의한 개미산 또는 개미산의 합성방법은 이미 알려진 기술이다. 그러나 이 특허의 특허청구권범위를 보면, 전기화학 셀 구성 및 조작조건과 양극 전해질에 첨가되는 화학약품이 특이한 점으로, 이 특허를 참고할 시에는 이 점을 유의할 필요가 있다.

○ 국내에서도 전기화학적 CO2 전환 기술에 대한 연구과제들이 다수 진행되고 있다. 미래창조과학부 산하 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터(KCRC)가 주축이 되어 전기화학적 이산화탄소 전환에 의한 무기 탄산 제조 및 부생 염산을 이용한 개미산 제조기술 개발과 저온 및 고온 전기분해를 통한 합성가스 제조기술 개발 과제를 수행하고 있다. 또한 한국남부발전 등에서는 전기화학적으로 개미산을 생산하는 기술개발 및 개미산을 이용한 연료전지의 개발 과제를 수행하고 있다.

○ 향후 CO2의 전환기술이 확립된다면, 산업적/경제적 파급효과는 매우 클 것으로 기대된다. 그러나 CO2를 전기화학적으로 환원하는 반응은 많은 전기 에너지가 소요되므로 경제성이 떨어진다. CO2의 이용기술이 활성화되기 위해서는 적은 에너지로도 생성물에 대한 높은 선택성을 가지는 고성능 촉매의 개발 및 생성물을 효과적으로 분리할 수 있는 시스템의 개발이 필수적이라고 생각된다.

저자: Mantra Energy Alternatives Ltd.
자료유형: 니즈특허정보