포집 탄소 곧바로 포름산 전환…순도 98% 달성

포집한 이산화탄소를 분리·정제·압축하지 않고 전기화학 반응으로 곧바로 고순도 포름산으로 바꾸는 통합 공정이 개발됐다. 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 원다혜 선임연구원·이웅 책임연구원 공동연구팀과 국민대 이찬우 교수 연구팀은 9일 순도 98%의 포름산을 생산하는 데 성공했다. 산정된 생산비는 1t당 410달러로 기존 시장가격의 절반 수준이다.

연구진은 트리에틸아민 포집액을 전기화학 반응기에 직접 투입하고 주석-구리 촉매를 적용했다. 이 과정에서 포집된 이산화탄소의 94%가 포름산염으로 전환됐다. 이어 포름산염과 포집제를 나누는 별도 분리 공정을 개발해 액체 제품의 순도를 98%까지 끌어올렸으며, 분리된 포집제는 회수한 뒤 다시 사용할 수 있도록 설계했다.

포름산은 가죽과 의약품 등에 쓰이는 기초 화학물질이지만 현재 생산 공정은 대부분 화석연료에 기반을 두고 있다. 기존 탄소 포집·활용 기술은 포집한 이산화탄소를 다시 기체로 분리하고 정제·압축해야 해 에너지 사용과 비용 부담이 컸다. 포집액을 직접 쓰는 연구도 일산화탄소를 비롯한 기체 제품 생산에 집중돼 고순도 액체 제품을 얻는 데 한계가 있었다.

새 통합 공정의 온실가스 영향은 기존 포름산 제조 공정보다 31.1% 낮은 것으로 분석됐다. 기체 제품을 중심으로 발전해 온 이산화탄소 동시 포집·전환 기술을 액체 화학제품 생산까지 넓힐 수 있다는 점도 이번 성과의 의미로 제시됐다. 연구 결과는 지난 4월 국제학술지 ‘줄’에 온라인으로 먼저 공개됐으며, 오는 19일 표지 논문으로 발간될 예정이다.