김도균 기자
건국대학교가 이산화탄소를 고농도 액체 연료로 전환할 수 있는 차세대 전기화학 시스템 개발에 성공했다. 박기태 교수 연구팀은 고려대학교와 KAIST와의 공동 연구를 통해, 기존 기술의 병목이던 이산화탄소 공급 문제를 해결하고, 고순도 개미산을 직접 생산하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.
이번 성과는 화학 분야 세계적 학술지인 Angewandte Chemie 2025년 7월호 표지 논문으로 선정되며 국제적인 주목을 받고 있다. 연구팀은 탄산무수화효소를 탄소나노튜브에 고정한 뒤, 비스무트 금속 촉매와 결합한 금속-효소 하이브리드 전극을 개발했다. 이를 통해 이산화탄소를 촉매 표면에 빠르게 공급할 수 있게 되었고, 결과적으로 기존 전극 대비 반응 속도가 최대 3.3배 향상되었다.
전기화학 시스템 기반의 이산화탄소 액체 연료화 기술, 탄소 자원화 시대의 실질적 상용화 토대 마련
이 시스템은 고체전해질 기반의 전해 구조를 채택해, 전해질과 혼합되지 않은 15퍼센트 이상의 고농도 개미산을 별도 정제 없이 직접 생산할 수 있도록 설계됐다. 개미산은 화학 원료로서뿐만 아니라 수소 저장 매체, 연료전지용 액체 연료 등으로도 활용이 가능해 산업적 응용 가능성이 매우 높다.
이번 기술은 정제 비용과 장비 운영 부담을 줄일 수 있는 동시에, 저농도 이산화탄소 환경에서도 적용할 수 있다는 점에서 산업 현장의 실질적 대안으로 떠오르고 있다. 특히 화학 공정이나 발전소 등 온실가스 배출 산업 현장에서 이 기술을 접목하면, 이산화탄소를 곧바로 유용한 연료로 전환하는 ‘온사이트 연료 생산 시스템’이 구현될 수 있다는 점에서 시장의 기대감도 높아지고 있다.
박기태 교수는 “효소 기반 이산화탄소 공급 구조를 전기화학 시스템에 통합함으로써 탄소중립 사회로 가는 실용적인 기술 기반을 마련했다”며 “기술 상용화를 통해 이산화탄소를 경제적 자원으로 활용하는 시대를 열 수 있을 것”이라고 강조했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 국가연구개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구에는 박기태 교수 외에도 강여민·도영진 박사과정생, 고려대 김중배 교수와 김윤재 박사과정생, KAIST 이진우 교수가 참여했다.