물과 CO2로부터 전기화학적 방법에 의한 합성가스의 산업적 생산

전문가 제언

？전문가 제언？

 

○ 온실가스인 CO2를 연료 혹은 유용한 화합물로 전환하는 연구로써 산화 환원 반응, 열화학, 미생물, 광촉매, 전기화학 등 다양하게 수행되고 있다. 여로 경로 중 현재까지 가장 상용화 가능성이 높은 공정은 전기화학적 환원 방법으로 보인다.

 

○ 이 글은 합성가스 생산을 위하여 ①CO2 전기분해로 CO를 생산하고, 물 분해로 H2를 생산한 다음 이 둘을 용도에 맞게 적정한 비율로 혼합하여 합성가스를 생산하는 방법과, ②단일 전해조에서 CO2와 H2O를 동시에 분해하여 원하는 비율의 합성가스를 직접 생산하는 기술개발을 발표한 것이다. 저자들은 두 공정 다 산업적인 규모로 합성가스를 생산할 수 있다고 결론지었다. 저자들은 100 mA/cm2에서 CO2 전해, 및 8 A/cm2와 2.0 V/cell에서 물 전해를 실증했는데, 전자의 전환수(turn over number)는 20, 후자는 1,600이다. 1,000 시간 이상 안정하였다.

 

○ 저자들은 처음에는 액체 전지를 연구했으나, 음이온 전도성 분리막을 독자 개발하여 고체 전지를 이용하는 전기화학적 CO2 활용기술을 산업화 단계까지 발전시켰다. 이들은 3M 혹은 신생 창업회사인 Dioxide Materials Inc.에 속한 연구인임에 주목할 필요가 있다.

 

○ 우리나라의 CO2 전환 기술의 개발은 “한국 이산화탄소 포집 및 처리 연구개발센터(KCRC)”를 중심으로 여러 연구원과 대학교에서 추진하고 있다. 다만, 연구과제에 대한 상세 목록과 추진진도에 대한 정보를 찾아보기 어렵다. 한 연구계획(CO2 전환에 의한 대규모 합성가스 생산 시스템 기반 기술 개발)에 의하면 9년에 걸쳐 촉매, 전극막 접합체(MEA) 및 시스템 실증을 하는 계획이다. 한편 현대자동차의 2018년형 2세대 양산형 수소차에 관한 보도에 의하면 100% 국산부품으로 개발한다는 계획이다. 수소생산 전해조도 국산화되기를 기대한다.

 

○ 국내에도 CO2의 전기화학적 전환을 포함한 다양한 경로의 CO2 전환을 위한 기초연구는 다수 있으며, 실용화에 가까운 연구결실이 빨리 성취되길 기대한다. 연구과제의 선택과 집중이 필요함을 강조하고 싶다.

저자

Zengcai Liu, Richard I. Masel, Qingmei Chen, Robert Kutz, Hongzhou Yang, Krzysztof Lewinski, Marina Kaplun, Sean Luopa, Dale R. Lutz

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

15()

잡지명

Journal of CO2 Utilization

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

50~56

분석자

이*용

분석물

• 물과 CO2로부터 전기화학적 방법에 의한 합성가스의 산업적 생산.pdf [514,065 byte]

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