울산과학기술원이 기술 개발
국내 연구진이 지구 온난화 주범인 이산화탄소를 없애면서 동시에 에너지원인 전기와 수소를 생산하는 ‘일석삼조’ 기술을 개발했다.
20일 울산과학기술원(UNIST)은 김건태 에너지 및 화학공학부 교수팀이 이산화탄소를 물에 녹여 화학반응을 통해 전기와 수소를 생산하는 기술인 ‘하이브리드 나트륨 금속-이산화탄소 시스템’을 개발했다고 밝혔다. 연구진은 바닷물 속 나트륨 이온을 이용해 전기를 저장ㆍ생산하는 해수전지에서 아이디어를 얻었다. 해수전지는 전기를 생산할 때 산소를 활용하는데, 산소 대신 이산화탄소를 쓰면 온실가스 우려도 줄이면서 에너지도 얻을 수 있다고 본 것이다.
이 시스템은 연료전지처럼 음극(나트륨)과 양극, 분리막으로 이뤄졌다. 다른 전지와 달리 촉매가 물속에 담겨 있으며 음극과 도선으로 연결된다. 물에 이산화탄소를 주입하면 양성자인 수소 이온과 탄화수소 이온이 만들어진다. 양의 성질을 가진 수소 이온은 음극에 있던 전자를 끌어당기고, 전자가 도선을 통해 이동하면서 전기가 생산된다. 수소 이온은 전자를 만나 수소 기체로, 탄화수소 이온은 베이킹소다로 불리는 탄산수소나트륨 형태로 변한다.
연구논문의 주저자인 김정원 UNIST 에너지공학과 석박사통합과정 연구원은 “이산화탄소 전환 효율과 수소 발생 효율을 분석한 결과 이산화탄소를 지속적으로 소모하면서 수소와 전기를 동시에 생산하는 것을 확인했다”며 “전극 손상 없이 1,000시간 이상 작동되는 안전성도 확보했다”고 말했다. 이번 연구에는 같은 대학 조재필 에너지 및 화학공학부 교수와 미국 조지아공대 메이린 리우 교수도 참여했다.
변태섭기자 libertas@hankookilbo.com
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