서울대학교 공과대학(학장 이병호)은 조선해양공학과 임영섭 교수 연구팀이 한국과학기술연구원 이웅, 오형석 박사 연구팀과 공동 연구를 통해 반응기 내 물질 전달을 향상시켜 전기화학적 이산화탄소 전환 효율을 상승시키는 설계방법을 개발하였다고 27일(수) 밝혔다.
 
화석 연료를 태울 때 나오는 이산화탄소는 기후 변화의 핵심 원인으로 최근 심화되는 지구 온난화 문제를 해결하기 위해서는 이를 저장 혹은 전환하는 기술이 필요하다. 이산화탄소의 전기화학적 환원은 이산화탄소를 저감함과 동시에 연료로 쓰일 수 있는 합성 가스를 생산할 수 있다는 장점을 가지고 있으나 기존 관련 연구들은 대부분 촉매 개발 등 기초연구 수준으로 상용화에 필요한 반응기 설계기술은 부족한 상황이었다.
 
이에 서울대-KIST 공동 연구팀은 반응기 내에 유체의 흐름과 같은 외적 요인들이 반응성능 향상에 지배적인 영향을 미칠 수 있다고 판단하여 유체 흐름을 일정하고 균일하게 만들 수 있는 구조를 전산유체역학 모델을 통해 설계하고, 이를 실험적으로 검증하여 이를 기반으로 체계적인 반응기 설계 가이드라인을 제시하였다.
 
본 연구에서 제시한 이산화탄소 전기화학적 환원 반응기 설계 가이드라인은 향후 전기화학적 이산화탄소 대규모 전환 기술 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
 
이번 연구는 한국연구재단의 ‘유용물질 생산을 위한 Carbon to X 기술개발사업’의 지원을 받아 서울대 정병찬 박사과정, 임영섭 교수, 한국과학기술연구원 오형석 박사, 이웅 박사 외 5인의 공동연구로 수행되었다.
 
연구 성과를 담은 논문 ‘Design methodology for mass transfer-enhanced large-scale electrochemical reactor for CO reduction’은 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal’(JCR engineering, chemical 분야 상위 2.5%)에 오는 11월 출판 예정이며 현재 온라인에 공개되어 있다.