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이산화탄소를 합성가스로 전환하기 위한 수소화 공정

전문가 제언: ○ 이산화탄소(CO2)의 다량 배출에 의한 지구온난화 문제가 심화되고 있다. 이의 대책으로서, CO2를 이용하여 유용한 연료나 화학제품을 제조하는 기술의 개발은 CO2의 저감대책은 물론 당면한 화석자원의 고갈에 따른 문제점을 극복하여 새로운 탄소를 기반으로 하는 에너지 자원 사이클을 형성함으로써 산업사회의 지속성을 유지하는데 중요한 역할을 담당할 것으로 전망된다.
○ 이 발명은 CO2의 수소화 반응에 의해 합성가스를 제조하는 방법에 관한 것으로, 합성가스의 생성효율을 저해하는 코크스 및 메탄의 생성을 최소화할 수 있는 반응기의 재료 및 반응조건을 제공한다. 이 특허에서 이용되는 역수성가스 전환반응(reverse water gas shift reaction)은 이미 잘 알려져 있는 기술이다. 특허청구권범위를 보면, 반응기의 재료를 인코넬-601을 사용함으로써 합성가스의 생성을 저해하는 코크스 및 메탄의 생성을 억제하는 것 외에는 별다른 신규점이 없어 보인다.
○ 국내에서도 CO2를 고부가가치의 화합물로 전환하기 위한 연구는 활발하게 진행되고 있다. KIST 청정에너지연구센터의 민병권 박사팀은 선택적으로 CO2를 CO로 전환시킬 수 있는 고효율의 은 나노입자 담지 촉매를 개발했으며, 고려대 손호진 교수팀은 CO2를 높은 변환효율로 CO로 전환할 수 있는 삼성분계 유기-무기 하이브리드 광촉매를 개발했다. CO2의 수소화 반응에 의해 합성가스를 제조하는 방법은 상용화하기에는 과다한 에너지 소비, 촉매의 불활성화 및 수소의 공급에 따른 경제적인 문제가 있다.
○ 지금까지 CO2를 재활용하는 기술로는 CO2를 메탄과 반응시켜 수소 및 일산화탄소 혼합물로 제조하는 방법(메탄의 건식 개질 반응)이 잘 알려져 있다. 매장량이 풍부하여 천연가스 중 80%를 차지하고 있는 메탄은 이산화탄소와 반응하여 화학 원료로서 부가가치가 높은 합성가스를 얻을 수 있다는 점에서 활발하게 연구되고 있다. 향후 CO2를 이용하여 합성가스를 생산하는 공정을 상용화하기 위해서는 효율적이면서도 경제적 타당성이 있는 촉매 및 환원 방법의 개발이 필요하다.

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