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원소 황을 이용한 이산화탄소 환원에 의한 일산화탄소 제조

전문가 제언: ○ 최근 이산화탄소(CO2)의 배출량을 규제하기 위한 노력이 전 세계적으로 확대됨에 따라 이산화탄소의 재활용 기술 개발이 중요하게 부각되고 있다. 그러나 CO2는 1개의 탄소 원자와 2개의 산소 원자가 결합되어 있어 매우 안정된 분자구조를 가지고 있기 때문에 CO2를 이용해서 다른 유용한 화학물질을 만든다는 것은 쉽지 않은 일이다. 따라서 CO2를 유용하게 활용하기 위해서는 일산화탄소(CO)와 같은 반응성이 큰 활성을 가진 탄소 물질로 반드시 전환시켜야만 한다.
○ CO2를 재활용하는 기술로는 CO2를 메탄과 반응시켜 수소 및 일산화탄소 혼합물로 제조하는 방법(메탄의 건식 개질 반응)이 있다. 매장량이 풍부하여 천연가스 중 80%를 차지하고 있는 메탄은 이산화탄소와 반응하여 화학 원료로서 부가가치가 높은 합성가스를 얻을 수 있다는 점에서 활발한 연구의 대상이 되고 있다.
○ 이 발명은 원소 황에 의해 CO2를 환원 반응시킴으로써 고부가가치가 있는 일산화탄소(CO), 이산화황(SO2) 및 황화카르보닐(COS) 등의 혼합물로 전환시키는 경제성이 있는 방법을 제공한다. 특허청구권 범위를 보면, 특별한 특이사항은 보이지 않는다. 그러나 CO2를 재활용하기 위한 기술의 개발은 이제 초기단계이지만 향후 CO2의 재활용 기술은 화학 산업의 중요한 위치를 차지할 것으로 예상되므로 이에 대한 특허권의 확보는 매우 중요하다고 볼 수 있다.
○ 국내에서도 CO2를 고부가가치의 화합물로 전환하기 위한 연구가 산학연에서 활발하게 진행되고 있다. 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 민병권 박사 연구팀은 은 나노입자를 탄소 담지체에 직접 성장시켜, 선택적으로 CO2를 CO로 전환시키는 고효율 촉매를 개발했다고 2015년 11월에 보고한 바가 있다. 또한 고려대 손호진 교수 연구팀은 반도체와 광촉매 융합기술을 이용해 CO2를 CO로의 변환효율을 기존의 광촉매보다 10배 이상 높인 인공 광합성 원천기술로서 삼성분계 유기-무기 하이브리드 광촉매를 개발하는데 성공한 바가 있다. 향후 인공광합성 기술을 실현하기 위해서는 CO2를 유용한 화합물로 전환시켜주는 촉매기술의 개발이 핵심 요소의 하나라고 할 수 있다.

저자: Sabic Global Technologies B.V.
자료유형: 니즈특허정보