연료를 생산할 때 탄소 배출량을 줄이는 방법

중국 과학자들이 가솔린, 디젤, 항공 연료와 같은 액체 연료 생산에서 탄소 배출량을 대폭 줄이는 획기적인 방법을 개발했습니다. 이 획기적인 발견은 친환경 에너지를 발전시키는 새로운 길을 열어 주고 탄소 중립을 향한 세계적 노력을 지원합니다.

중국과학원 석탄화학연구소의 Wen Xiaodong 교수와 베이징대학의 Ma Ding 교수가 이끄는 이 연구는 100년 된 피셔-트롭쉬 합성 공정의 오랜 비효율성을 해결합니다. 이들의 연구 결과는 10월 30일 사이언스 저널에 게재되었습니다.

피셔-트롭쉬 공정은 촉매를 이용하여 일산화탄소와 수소의 혼합물인 합성가스를 액체 탄화수소로 변환합니다. 그러나 일반적으로 철에 기반한 촉매를 사용하면 일산화탄소가 물과 반응하는 부반응이 발생하여 부산물로 상당한 양의 이산화탄소가 발생합니다. 이는 높은 배기 가스량 뿐만 아니라 원하는 연료의 수율도 낮춥니다.

연구진이 혁신적으로 해결한 방법은 브로모메탄과 같은 미량의 할로겐 화합물을 반응 가스에 도입하는 것이었습니다. 이 작은 첨가물로 인해 촉매의 반응이 근본적으로 변화됩니다. 이렇게 개선된 공정은 이산화탄소 생성을 거의 없애는 동시에 귀중한 액체 탄화수소의 생산량을 획기적으로 증가시킵니다.

이 실험에서 탄화철 촉매에 브로모메탄 20 ppm만을 공급했을 때 이산화탄소 선택도가 1% 미만으로 억제되었습니다. 동시에, 이 기술은 핵심 연료 전구체인 올레핀 생산량을 전체 탄소 기반 제품의 약 85%까지 증가시켰습니다.

보도에 따르면, 연구팀은 현재 업계 파트너들과 협력하여 시범 테스트를 진행하고 촉매의 장기 안정성을 평가하며, 신속하게 상용화는 것을 목표로 하고 있습니다.

Ma 박사는 “이 기술이 널리 도입되면 중국 석탄 화학 산업의 친환경 전환을 크게 가속화하고 세계 에너지 구조를 최적화하는 새로운 솔루션을 제공할 수 있을 것입니다”라고 말했습니다.

(SD-에이전시)