KIST, 친환경 이산화탄소 전환 공정 개발

한국과학기술원(KIST)이 이산화탄소에서 고부가가치 소재인 포름산을 고효율로 생산하는 신공정을 개발했다고 28일 밝혔다.

포름산은 가죽이나 식품, 의약품 등에 사용되는 화합물로 연간 사용량이 100만t에 이르지만 그 중요성 때문에 고부가가치 제품으로 분류된다.

특히 이산화탄소 분자 하나만 있어도 이를 포름산으로 전환할 수 있기에 탄소 포집 기술(CCU)이 상용화되기 위해 반드시 필요한 기술로 꼽힌다.

그러나 기존에는 전환 과정이 복잡하고 생산비용이 비싸 실험실에서만 생산되는 수준에 머물러 있었다.

이에 연구팀은 포름산 생산반응을 일으키는 여러 아민 중에서도 이산화탄소 전환율이 가장 높은 ‘1-메틸 피롤리딘 아민’을 활용해 최적의 온도와 압력을 맞춘 공정을 개발했다.

해당 공정을 사용하면 이산화탄소의 포름산 전환율이 기존 38%에서 82%까지 늘어나는 것으로 알려졌다.

또 대기나 배출가스에서 이산화탄소를 추출하는 단계를 제거해 곧장 전환이 가능하기에 불필요한 에너지 소모를 줄여 포름산이 자연 분해되는 문제도 해결했다.

KIST가 개발한 고효율 이산화탄소 포름산 전환 공정 [KSIT 제공]

연구팀은 해당 공정을 사용하면 포름산 생산 단가가 기존 톤당 약 109만 원 수준에서 37% 낮아진 약 66만 원 수준으로 낮아질 것으로 기대했다.

한편 KIST는 포름산 생산 기술을 상용화하기 위해 하루 10㎏씩 포름산을 생산하는 소규모 파일럿 공정도 구축했다.

향후 KIST는 내년까지 하루 100kg 규모로 파일럿을 증설하고 공정검증을 통해 오는 2030년까지 상업성을 확보해 결과적으로는 연간 7만t의 포름산 생산 체제를 구축할 방침이다.

KIST 이웅 책임연구원은 "CCU 기술로 생산된 화합물이 상용화 단계까지 가지 못한 상황에서 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 공정의 상용화 가능성을 확인했다"라고 말했다.

이어 "대기 중 이산화탄소를 직접적으로 감축할 수 있는 CCU 기술의 상업화를 앞당겨 국가 탄소중립 목표 달성에 기여할 것"이라고 덧붙였다.