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[IT뉴스]"상온에서도 이산화탄소, 천연가스로 바꾼다" 신기술 개발

온카뱅크관리자

2025-06-10 08:07:29

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="ZTeSvsSgMX">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8aa2773445bc1d8be40e4d1d2d21ffc7a063d968b649de637ce9fdfb9dcbcfd0" dmcf-pid="5ydvTOvaeH" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="쇠 구슬 표면에서 이산화탄소(위)가 메탄(아래)으로 변환되는 과정을 표현한 그림. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/10/fnnewsi/20250610080008002tqag.png" data-org-width="456" dmcf-mid="XeG6P96FnZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/10/fnnewsi/20250610080008002tqag.png" width="658"></p>
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            쇠 구슬 표면에서 이산화탄소(위)가 메탄(아래)으로 변환되는 과정을 표현한 그림. UNIST 제공
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           <br>[파이낸셜뉴스] 상온에서도 이산화탄소를 천연가스 주 성분인 메탄으로 바꾸는 신기술이 나왔다. 이 기술은 나노분야 최고권위 학술지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 지난 5일 공개됐다. 
          </div>
          <p contents-hash="af3e44474521c2a9701aa2921402f94950741397c77207f9e83a26b46da83caf" dmcf-pid="tYiyWCyjLY" dmcf-ptype="general">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 밝혔다. 고온 공정보다 훨씬 간단하고 에너지 소비도 낮아 탄소중립 시대를 앞당길 기술로 주목받고 있다. 이산화탄소를 천연가스 주 성분인 메탄으로 바꾸는 반응은 대개 300~500℃ 고온에서만 가능한 고비용 공정이다. </p>
          <p contents-hash="24b9d6456594b5505010689ef5015fe17e50cc94982c152c1e575aa001bcc641" dmcf-pid="FGnWYhWALW" dmcf-ptype="general">이번에 개발한 기술은 직경 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>
          <p contents-hash="2645c2eb5ba9931ebd17a85b49e5900c575c237781ec97977ba3e8cdd2a0bc68" dmcf-pid="3HLYGlYciy" dmcf-ptype="general">연구팀은 65℃의 낮은 온도에서도 이산화탄소의 99.2%를 반응시키는 데 성공했고, 이렇게 반응한 이산화탄소 중 98.8%가 부산물이 아닌 메탄으로 전환됐다. </p>
          <p contents-hash="f13793718056a624ab8f867df099d808498e90134b18d291568e83181429d6b2" dmcf-pid="0XoGHSGkdT" dmcf-ptype="general">또 연속공정에서도 높은 효율을 보였다. 상온보다 낮은 15℃에서도 CO₂ 반응 참여율 81.4%, 메탄 선택도 98.8%를 유지했는데, 이는 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="5406114a8f60bced0ce16b15b01d5679e83acda8d5e5d1976364624254cb3d30" dmcf-pid="pZgHXvHEnv" dmcf-ptype="general">공정에서 사용된 니켈과 산화지르코늄(ZrO2) 촉매는 상용 촉매로 가격도 저렴하다. 니켈은 수소를 쪼개고, 산화지르코늄은 이산화탄소를 수소와 반응할 수 있는 활성상태로 바꾸는 역할을 한다. 볼밀 내 쇠구슬의 충격과 마찰로 산화지르코늄의 산소가 떨어져 나가면(vacancy), 그 자리에 이산화탄소가 붙잡히게 되고, 이렇게 활성화된 이산화탄소가 니켈이 쪼개준 수소와 반응해 메탄으로 전환되는 원리다. </p>
          <p contents-hash="4c2dbf4260629477e5c98c744fd9a870846a7bc25cf7b93705852a38baf06712" dmcf-pid="U2lK9uKGiS" dmcf-ptype="general">경제성 분석결과, 반응온도가 낮고 상용 촉매를 별도 전처리 없이 사용할 수 있어 공정장비 비용 등을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. </p>
          <p contents-hash="cc8bd32be2687a549f81b1798ff117da7781e4921063974235b805cfd590719f" dmcf-pid="uVS9279HLl" 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="e3bb96dbb5f03aef04c02d848dd035ef13f380ff9e1c9716660eefb2a74f1342" dmcf-pid="7fv2Vz2Xdh" dmcf-ptype="general">이번 연구는 중국 과학기술대학(USTC)의 췬시앙 리(Qunxiang Li)교수와 함께 했으며, 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)과 UNIST 탄소중립실증화연구센터의 지원을 받아 이뤄졌다.</p>
          <p contents-hash="95b48e5d7bd9e0866f8ca1b849162baa5c22c2924fed969c86f85d07261ac275" dmcf-pid="z4TVfqVZiC" dmcf-ptype="general">jiany@fnnews.com 연지안 기자</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 파이낸셜뉴스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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