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[IT뉴스]“전력소모↓생산량 3배↑” 이산화탄소→포름산전환…UNIST, 전기화학 시스템 개발

온카뱅크관리자

2025-11-12 14:37:33

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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="uxtjjELxt4">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="46968aeb735ec7c4bb699921401eab5013c178a1cd4c56c14f3cc869f99a6866" dmcf-pid="7MFAADoMXf" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 조승호(왼쪽부터) 교수, 권영국 교수, 이재성 교수, 김효석 연구원, 장원식 박사, 이진호 박사, 이호정 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/12/ned/20251112143449721mmsq.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="pvw228qFX6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/12/ned/20251112143449721mmsq.jpg" width="658"></p>
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            이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 조승호(왼쪽부터) 교수, 권영국 교수, 이재성 교수, 김효석 연구원, 장원식 박사, 이진호 박사, 이호정 연구원.[UNIST 제공]
           </figcaption>
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          <p contents-hash="af304f1aab79979965e3b304185786da9ed548c4d8d6ec4978abb4cc9d555df7" dmcf-pid="zR3ccwgR1V" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 지구온난화 주범인 이산화탄소를 고부가가치 화학물질인 포름산으로 전환하는 생산 시스템이 나왔다. 기존보다 전력 소모를 1/4 수준으로 줄이고, 생산량은 세 배 가까이 늘어난 시스템이다.</p>
          <p contents-hash="d9f3cf88ca892cf2635dc06f71772c51e42daded43bccc3d7e1ead07bd62fac3" dmcf-pid="qe0kkraeX2" dmcf-ptype="general">UNIST(울산과학기술원) 신소재공학과 조승호 교수와 에너지화학공학과 권영국·이재성 교수팀은 이산화탄소를 포름산으로 바꾸는 초저전압 전기화학시스템을 개발했다고 12일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="9ad6fef5796a9c8c45375321d0b60fcff050f696db8b457d5d9c2fb8a4fd78b4" dmcf-pid="BdpEEmNdZ9" dmcf-ptype="general">이산화탄소에 전기를 가해 포름산으로 바꾸면 온실가스를 줄이면서 고부가가치 물질을 생산하는 1석 2조의 효과를 거둘 수 있다. 하지만 이 과정에서 막대한 전력이 낭비되는 문제가 있다. 짝반응인 ‘산소 발생 반응’의 비효율성 때문이다. 이산화탄소로 포름산을 만드는 반응시스템에서는 짝반응을 통해 산소가 나오는데, 이 산소 생산에 전체 전력의 70~90%가 쓰이고 시스템 구동 전압이 2 V(볼트)까지 올라가게 된다.</p>
          <p contents-hash="7d8f2f9b2cdff4b59c4bdddcbee003fe9b654193c4ca5b2059a78ebd0d0d6d7a" dmcf-pid="bJUDDsjJXK" dmcf-ptype="general">연구팀은 문제의 산소 발생 짝반응을 포름알데히드 산화(FOR) 짝반응으로 대체한 시스템을 개발했다. 이 시스템은 0.5 V의 낮은 전압에서도 양쪽 전극에서 높은 효율(음극 96.1%, 양극 82.1%)로 포름산을 생산할 수 있다. 시스템 구동 전압이 1/4 수준으로 낮아지면 전력 소모도 그만큼 줄어든다.</p>
          <p contents-hash="9e26b8ae03183775e6d54a8d49925889d0f024911f1cad05a3390cea95f35eae" dmcf-pid="KiuwwOAiYb" dmcf-ptype="general">또 포름산 총생산 속도는 0.39 mmol/cm²·h를 기록했다. 이는 기존 시스템보다 3배 가까이 많은 양이다. 포름알데히드 산화 반응을 짝반응으로 쓰면 짝반응 전극에서도 산소가 아닌 포름산이 만들어지기 때문이다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="421649b67fc33034479477983efb77c75d19b21ffffebf5ec1301036413d1eab" dmcf-pid="9n7rrIcnZB" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이산화탄소를 포름산으로 바꾸는 시스템 비교(상단)과 개발된 촉매의 구조(하단).[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/12/ned/20251112143449959rmrc.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="UbiFFUXSH8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/12/ned/20251112143449959rmrc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이산화탄소를 포름산으로 바꾸는 시스템 비교(상단)과 개발된 촉매의 구조(하단).[UNIST 제공]
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          <p contents-hash="b871b035f8ac735d0a58e9e447d82faedea0e1591fb1079126eeb39ce5a87555" dmcf-pid="2LzmmCkLZq" dmcf-ptype="general">연구팀은 포름알데히드 산화 반응에 꼭 필요한 구리·은 복합 촉매를 새롭게 개발한 덕분에 이 같은 시스템을 만들 수 있었다. 포름알데히드 산화 반응에 쓰던 기존 촉매의 경우 활성이 급격히 떨어진다.</p>
          <p contents-hash="39a2cea95f7726806596cf40f4e1c89a9058344891aee840dab4bfac6c2f95ff" dmcf-pid="VYauuBFY1z" dmcf-ptype="general">새 촉매를 이용한 포름알데히드 산화 반응은 암모니아, 과산화수소, 수소를 전기 없이 만드는 친환경 자가구동 시스템 개발에도 쓸 수 있다. 실제로 연구진은 이 포름알데히드 산화 반응을 질산염 환원 반응, 산소 환원 반응, 수소 발생 반응과 각각 결합해 암모니아, 과산화수소, 수소를 전기와 오염물질 배출 없이 생산해냈다.</p>
          <p contents-hash="9694190924362243438316b7b97448cd62129014d89a3b747471078abfcd6377" dmcf-pid="fGN77b3GY7" dmcf-ptype="general">조승호 교수는 “이산화탄소 전환 기술의 가장 큰 비효율을 없애고, 한정된 전기에너지를 최대한 활용할 수 있는 기술”이라며 “이산화탄소 전환 외에도 다양한 친환경 화학 공정 기술에 쓸 수 있는 만큼 환경 문제와 자원 순환 문제 해결에 기여할 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="ecfe1895822a1629d57d632fcc7024fd146dfa33a534197e1a4779d3fb9e9c31" dmcf-pid="4HjzzK0HHu" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제학술지 ‘앙게반테 케미 인터내셔널 에디션(Angewandte Chemie International Edition)’에 10월 1일 자로 온라인 공개됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
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