바닷물 속 이산화탄소가 ‘연료’로…CO2-알코올 전환 기술 개발

해수배터리 시장 2032년 20억 달러 전망 신개념 전기분해 시스템에 사용 가능 실증 후 국내 기업의 시장 선점 기여

국내 연구진이 바닷물 속 이산화탄소를 전기분해해 해수 배터리의 문제점인 이산화탄소-나트륨 침전물을 줄이는 동시에, 에탄올·프로판올 등 유용한 연료로 전환할 수 있는 세계 최고 성능의 촉매를 개발했다. 한국화학연구원은 김현탁 박사와 권태혁, 강석주, 이근식 UNIST 교수 공동 연구팀이 저렴한 비금속 촉매를 사용해, 이산화탄소를 다탄소 알코올로 합성하는 전기화학 방식의 전환 기술을 발표했다고 12일 밝혔다.

해수 배터리는 바닷물을 전해질로 사용해 친환경적이고 안전하지만, 에너지 저장 용량이 작고 바닷물 속 이산화탄소가 만드는 침전물로 인해 효율이 떨어지는 단점이 있다. 연구진은 저렴한 탄소 소재에 붕소(B)와 질소(N)를 첨가한 비금속 촉매를 개발했다. 이 촉매는 해수 배터리의 효율을 저하하는 이산화탄소 침전물을 분해하고, 이를 메탄올, 에탄올, 프로판올과 같은 유용한 알코올 연료로 전환할 수 있다. 이 신기술을 적용한 결과, 투입 에너지의 87.9%가 유용한 물질로 변환되었으며, 특히 고부가가치인 다탄소(C2+) 알코올로의 전환율(선택도)은 95%에 달했다.

한편, 이번 논문은 화학 공정 과학기술 분야 국제학술지인 ‘ACS Catalysis’ 올해 6월 보충 표지논문으로 게재됐다.

김현탁