굴러라! 굴러라! 쇠구슬…이산화탄소→메탄으로 작성일 06-10 78 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST 연구팀, 기계화학 저온 공정 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="7n28IEOJo1"> <p contents-hash="44ff12d162032987853b8d88d16b8cff43a10126048bd81e6696cfdc5bdea034" dmcf-pid="zUTGxVQ0a5" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 이산화탄소를 천연가스 주성분인 메탄으로 바꾸는 반응은 300~500℃ 고온에서만 가능한 고비용 공정이다. 상온에서도 메탄이 나오는 신기술이 나왔다. 원료를 넣고 쇠구슬만 굴리면 된다.</p> <p contents-hash="fa71bae4df8ba3cf33be6cb8cafc9442db6f83bcc944c4da2e72a74e0f41b58c" dmcf-pid="quyHMfxpgZ" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수와 탄소중립대학원 임한권 교수팀은 65℃에서 높은 효율로 이산화탄소(CO2)를 메탄(CH4)으로 바꿀 수 있는 기계화학 공정 기술을 개발했다고 10일 발표했다. 고온 공정보다 훨씬 간단하고 에너지 소비도 낮아 탄소중립 시대를 앞당길 기술로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="0e0af3c8038a553a4615b9e26359e09d04c7e410bb23b900e24340282d212f2e" dmcf-pid="B7WXR4MUoX" dmcf-ptype="general">개발한 기술은 지름 수 밀리미터의 작은 쇠구슬이 들어 있는 볼(ball mill) 장치에 촉매와 원료를 넣고 돌리는 방식이다. 반복되는 충돌과 마찰로 촉매 표면이 활성화되면서 이산화탄소가 촉매 표면에 효율적으로 포집되고 수소와 반응해 메탄으로 바뀐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e6b819fd5f7c8f877017ab675a702d785772d529f96e35cf5b0d316c647bea70" dmcf-pid="bzYZe8RujH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="쇠 구슬 표면에서 이산화탄소(위)가 메탄(아래)으로 변환되고 있다. [사진=UNIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/10/inews24/20250610095747325yzle.jpg" data-org-width="456" dmcf-mid="uWyHMfxpot" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/10/inews24/20250610095747325yzle.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 쇠 구슬 표면에서 이산화탄소(위)가 메탄(아래)으로 변환되고 있다. [사진=UNIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="3455835fbc1b1cc8d25befc4f7696537b98502e4afcb028a0f93ce4d9f8c8e5e" dmcf-pid="KqG5d6e7cG" dmcf-ptype="general">연구팀은 65℃의 낮은 온도에서도 이산화탄소의 99.2%를 반응시키는 데 성공했다. 이렇게 반응한 이산화탄소 중 98.8%가 부산물이 아닌 메탄으로 전환됐다.</p> <p contents-hash="b33c45bb4b4a8359ce508673b86aa943e16947e1c3d83e6b3deea9760518e71d" dmcf-pid="9BH1JPdzAY" dmcf-ptype="general">연속공정에서도 높은 효율을 보였다. 상온보다 낮은 15℃에서도 CO₂ 반응 참여율 81.4%, 메탄 선택도 98.8%를 유지했다. 상용화 가능성을 입증한 결과다. 연속공정은 반응이 완전히 끝나기를 기다리는 배치(batch) 방식과 달리 원료를 지속적으로 주입하고 생성물을 계속 배출하는 방식으로 산업용 대량 생산에 적합하다.</p> <p contents-hash="f9c1e34d7064ffbf9340ffb78d64a4de45f6232aa5c703ede96f3ef9a711de32" dmcf-pid="2bXtiQJqaW" dmcf-ptype="general">공정에서 사용된 니켈과 산화지르코늄(ZrO2) 촉매는 상용 촉매로 가격도 싸다. 니켈은 수소를 쪼개고 산화지르코늄은 이산화탄소를 수소와 반응할 수 있는 활성상태로 바꾸는 역할을 한다.</p> <p contents-hash="c712f91a5d3b3ebba4bcdcd0b5814e4018b979f8490519d62888f184173c77e2" dmcf-pid="VKZFnxiBky" dmcf-ptype="general">쇠구슬의 충격과 마찰로 산화지르코늄의 산소가 떨어져 나가면(vacancy) 그 자리에 이산화탄소가 붙잡히게 된다. 이렇게 활성화된 이산화탄소가 니켈이 쪼개준 수소와 반응해 메탄으로 전환되는 원리다.</p> <p contents-hash="1fc963169b9dcc5dcfff91ca43e9a8e07ff7ecf56e3d56df48f33dea5569dbd6" dmcf-pid="f210oRLKjT" dmcf-ptype="general">경제성 분석 결과 반응 온도가 낮고 상용 촉매를 별도 전처리 없이 사용할 수 있어 공정장비 비용 등을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="2d2ac2a3dd3234f93eeecbc21a43761dfaa11a30eb0bd6729ae1541e460eafc4" dmcf-pid="4Vtpgeo9ov" dmcf-ptype="general">임한권 교수는 “전체 비용의 대부분을 차지하는 전력 소비는 풍력이나 태양광 같은 재생에너지와 연계하면 열화학 반응 대비 절반 수준으로 낮출 수 있다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="c6a6d7d48424bd5063b0d049e477df1eb12c4028ec97570c224cc2d9843e27b6" dmcf-pid="8fFUadg2NS" dmcf-ptype="general">백종범 교수는 “기존의 고온 고압 장비 없이도 현장에서 이산화탄소를 바로 연료로 바꿀 수 있다”며 “탄소 배출 저감은 물론 장비 투자와 운송 비용까지 줄일 수 있어 탄소중립 달성을 위한 신기술이 될 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="7cf56fc75bec220c832d263aa7eb57b96261fdb30e84031514b7ab6a32d90750" dmcf-pid="643uNJaVol" dmcf-ptype="general">이번 연구(논문명: Mechanochemical carbon dioxide capture and conversion)는 중국 과학기술대학(USTC)의 췬시앙 리(Qunxiang Li)교수와 함께 했다. 나노분야 국제학술지 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 지난 5일 실렸다.</p> <address contents-hash="d35d8fc2c7d9c0918211c0e8f7118ea80aeef3a5794da35e80c582d756910d40" dmcf-pid="P807jiNfAh" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 LGU+, 안전한 AI 개발·운용 글로벌 인증 획득 06-10 다음 "한국행 후회하지 않는다"…가족 위해 몽골 복싱 국대 '부와 명예' 포기한 로드FC 오카의 '코리안 드림' 06-10 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
