요즘 주목받는 셰일가스나 석탄, 바이오매스로부터 합성석유를 제조하는 신개념 촉매 원천기술이 개발됐다.
한국화학연구원(원장 김재현) 그린화학공정연구본부 하경수 선임연구원 연구팀은 천연가스로부터 고효율로 합성석유인 디젤과 가솔린, 나프타를 제조할 수 있는 신개념 나노 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.
이 연구성과는 영국 왕립화학회 학술지인 케미컬 커뮤니케이션 국제판 5월호 둘째주 논문으로 게재됐다.
이 촉매는 촉매구조 자체가 반응기 역할을 하기 때문에 나노채널 반응기라 불린다. 제한된 반응공간에서도 생산성이 기존 대비 50% 이상 우수하다. 크기는 기존 모듈화된 반응기에 비해 10분의 1로 확 줄여 육상이나 해상에서 이동하며 합성석유를 생산할 수 있다.
연구진은 해상에서 생산, 저장, 하역할 수 있는 설비가 갖춰진 해상 특수선박(FPSO)의 제한된 공간에 공장을 설치해 해상가스전에서 직접 합성석유를 제조하는 것이 가능할 것으로 기대했다. FPSO 연구는 현대중공업 및 삼성중공업이 참여하고 있다.
합성가스에서 합성연료를 만드는 기존의 `피셔-트롭시 합성용 촉매`는 금속결정 크기가 균일하지 않고 지지체와 금속결정 간 상호작용이 강해 활성과 선택도가 떨어진다. 부산물의 흡착으로 활성화된 금속 결정을 비활성화시키는 단점도 있었다.
이 신개념 촉매는 이러한 지지체의 구조와 표면 특성을 대폭 개선해 천연가스, 바이오매스, 석탄 같은 한정된 탄소자원을 효율적으로 활용할 수 있다는 점에서 주목받고 있다.
하경수 선임연구원은 “우리나라는 1차 에너지 중 석유 의존도가 38% 정도에 달한다”며 “고효율 합성석유 제조 기술로 국내 원유 수입량의 10% 정도를 대체한다면 연간 100억달러 정도의 에너지 수입 대체효과가 기대된다”고 말했다.
한편 이 연구에는 포스텍 이진우 교수팀이 참여했다. 사업예산은 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원이 냈다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com