버려지는 이산화탄소·부생가스로 ‘고급 화학물질’ 만든다

화학연, 값싼 철광석 촉매로 '알파올레인' 생산 성공
이산화탄소와 산업 부생가스에서 고부가가치 화학물질을 얻을 수 있는 촉매 기술이 나왔다.

한국화학연구원은 김용태 박사 연구팀이 온실가스의 주범인 이산화탄소와 버려지는 산업 부생가스를 '알파올레인'으로 만드는 새로운 촉매 공정기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

알파올레인은 세정제, 윤활유, 화장품, 플라스틱 등을 만드는 데 쓰이는 정밀화학원료다. 알파올레인을 첨가해 만든 플라스틱은 일반 플라스틱보다 강도가 높아 특수 플라스틱으로 분류된다. 또한 윤활유에 섞으면 부식방지 등에 효과가 있어 최고급 윤활유로 활용된다.

기존에 알파올레인을 만들려면 에틸렌을 고순도로 정제한 후, 비싼 금속 촉매를 써야 하고, 극소량의 불순물을 반드시 제거해야 하는 등 비용이 비싸고, 공정도 까다로웠다.

연구팀은 이산화탄소에 산화철 촉매를 써서 일산화탄소를 만든 뒤, 일산화탄소를 알파올레핀으로 만드는 과정에 탄화철(철에 탄소가 결합한 물질)을 촉매로 활용했다. 이어 두 과정을 한 시스템에서 이뤄지도록 한 개 촉매에 산화철과 탄화철을 모두 포함시켜 지지체 물질인 산화아연의 표면에 산화철과 탄화철이 균일하게 들어가도록 첨가제인 나트륨을 넣어 새 촉매를 만들었다.

이 촉매는 기존 알파올레핀 제조 공정과 달리 이산화탄소를 배출하지 않고, 버려지는 이산화탄소와 부생가스를 사용하기 때문에 비용도 4배 가량 저렴하다.

또한 비싼 금속을 촉매로 쓰는 대신 저렴한 철광석으로 촉매를 제조할 수 있으며, 알파올레인을 이정하게 생산할 수 있도록 촉매를 최적화했다.

김용태 화학연 박사는 "국내 온실가스 저감에 큰 도움이 될 것"이라며 '내년까지 작은 규모의 파일럿 운전을 통해 하루 1㎏의 알파올레인을 생산할 수 있도록 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이 연구결과는 촉매 분야 국제 학술지 '미국 화학회 촉매지(9월호)'에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr