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제 471호 2017년 06월 (2017-06-14)

해동일본기술정보센터가 전하는 미래 ⑤ CO2 재발견

온난화 주범 CO2, 공업원료로 거듭나

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해동일본기술정보센터가 전하는 미래 ⑤

온난화 주범 CO2, 공업원료로 거듭나 
<Nikkei Ecology 5월호 특집>



식물의 광합성 원리를 이용한 ‘인공광합성’ 기술 개발이 가속화되고 있다. 인공광합성은 빛의 에너지를 활용해 CO2로부터 유기물을 만든다. 연료나 플라스틱 등의 원료가 되는 유기물이 만들어진다면 화석에너지 자원의 이용을 줄일 수 있다. 

쇼와(昭和) 쉘석유는 작년 12월 탄화수소인 메탄과 에틸렌을 기체인 CO2에서 합성하는 실험에 성공했다. 태양광만을 이용해 CO2를 직접 탄화수소로 변환시키는 실험이다. 다른 기업의 기술들은 CO2를 물에 녹이거나, 합성하는 데 여러 단계의 공정이 필요하지만, 이번 실험에서는 그 과정이 필요 없다. 또 메탄과 에틸렌은 합성이 어렵다고 알려져 있어 이번 발표가 주목을 받고 있다. 화학 제조사업계는 화석에너지 자원을 대체할 수 있는 재료의 합성에 도전하고 있다. 플라스틱 및 고무는 원유를 정제해서 만든 나프타(Naphtha)의 분해로 생성된 올레핀(Olefin)으로부터 제조되고 있다. 이 올레핀을 CO2에서 합성하려는 것이다. 신(新)에너지 산업기술 종합개발기구(NEDO)가 경제산업성의 예산으로 산·관·학 기관에 개발을 위탁, 와세다 대학과 도쿄 대학, 도쿄공업 대학, 미쯔비시(三菱)화학, 스미토모(住友)화학, 미쯔이(三井)화학 등이 개발에 참여하고 있다.


태양광 변환 효율의 선두 주자는 토요타그룹의 토요타중앙연구소다. 2011년 세계 최초로 인공광합성을 통한 폼산(포름산) 제조 성과를 발표, 2015년에는 4.6%이라고 하는 세계 최고 수준의 변환 효율을 달성했다. 폼산은 화학 산업에서 사용되는 원료 등에 이용될 가능성이 있다. 토요타중앙연구소의 모리카와 시니어펠로우는 “부가가치가 높은 알코올 등을 직접 만드는 연구에도 주력할 계획”이라고 밝혔다.
 
도시바는 독자적인 ‘분자 촉매’를 이용해 CO2를 에틸렌글리콜로 변환시킨다. 에틸렌글리콜도 생성되기 어려운 유기물로, PET병이나 섬유 등 화학 공업의 원료로 사용되는 부가가치가 높은 물체이다. 작년에는 변환 효율 0.48% 달성에 성공했다.

각 기업에는 상업용 플렌트로 만들기 위한 더욱 낮은 제작 비용과 효율 개선이 과제로 남아있지만, 이 두 가지 모두 방향성은 보이고 있다. 향후 온난화를 일으키는 CO2의 활용으로 생산되는 지속 가능한 공업 원료의 등장을 기대해도 좋을 듯하다. (hjtic.snu.ac.kr, 02-880-8279 자세한 기사는 QR코드를 스캔하거나 위 주소로 들어가면 볼 수 있습니다)




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