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LG화학-KIST, 이산화탄소로 플라스틱 원료 만든다···탄소중립 기여

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LG화학 연구원들이 신규 개발한 반응기를 살펴보고 있다. 사진=LG화학 제공

LG화학이 한국과학기술연구원(KIST)과 공기 중 이산화탄소로 플라스틱 원료를 만드는 기술을 개발하고 상용화의 발판을 마련했다.

LG화학은 KIST와 공동연구로 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 효율을 세계 최고 수준으로 높일 수 있는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 9일 밝혔다.

일산화탄소는 합성가스, 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는데 필요한 고부가 물질이다.

전기화학적 전환 기술은 전기를 이용해 이산화탄소를 일산화탄소 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 기술이다. 온실가스 감축으로 환경 문제를 해결함과 동시에 대기 중에 풍부하게 존재하는 이산화탄소를 원료로 사용할 수 있어 탄소 중립 실현에 필수적이다.

LG화학과 KIST가 이번에 개발한 반응기는 일산화탄소뿐 아니라 각종 연료 및 화합물의 원료인 합성가스(Syngas)도 만들 수 있다. 일산화탄소와 수소의 비율을 전압 조절로 손쉽게 제어해 다양한 종류의 합성가스 제조가 가능한 것은 물론 기술 확장이 용이하다.

특히 이산화탄소 분해 및 환원에 사용되는 전류 효율이 90% 이상으로 지금까지 논문으로 보고된 수치 중 가장 높은 것이 특징이다. 또 반응기 내 셀을 옆으로 쌓는 스택(Stack) 공법을 적용해 현존하는 전기화학적 반응기 중 상업화를 시도할 수 있는 최적의 규모를 구현했다.

LG화학과 KIST는 이번에 개발한 반응기의 크기를 10배 이상으로 더 키워 실제 양산이 가능한 기술을 확보해 나갈 예정이다. 또 공기 중 이산화탄소(CO₂)를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌(C₂H₄)까지 생산하는 기술도 개발해 탄소 중립에 기여할 계획이다.

유지영 LG화학 CTO(부사장)은 "이번 연구 성과는 KIST와 함께 이산화탄소 전환 기술의 상용화를 위한 기반을 마련한 데 그 의미가 크다"며 "탄소 중립 분야의 원천 기술 개발을 지속적으로 강화해 나갈 것"이라고 말했다.

한편, LG화학과 KIST는 지난해 4월 탄소중립 및 수소 에너지 등 관련 기술의 공동 연구개발을 위한 업무협약을 체결하고 유망 탄소중립 기술 과제 10개를 도출했다.

올해 4월에는 '이산화탄소를 활용한 에틸렌의 전기화학적 생산 기술'과 '바이오매스 및 부생가스를 활용한 유기산의 생물학적 생산 기술' 이전을 위한 공동연구실을 출범했다.

이세정 기자 sj@

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