[이코노믹리뷰=김덕호 기자] 한국화학연구원 탄소자원화연구소 김용태·김석기 박사팀이 메탄을 에틸렌 및 수소로 99% 전환하는 ‘비산화 메탄 직접전환기술’을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구원에 따르면 이 기술은 미국과 중국만이 보유하고 있는 주요 기술이다.

25일 연구진에 따르면 비산화 메탄 직접 전환기술은 산소와 같은 산화제 없이 메탄에서 직접 화학원료를 직접 얻는 신기술이다. 기존에 사용됐던 산화 메탄 직접 전환기술에 비해 경제성과 안전성이 높다.

화학업계에 따르면 이 기술은 미국과 중국도 보유하고 있지만 기술 난이도가 높아 아직 상용화 단계에는 이르지 못한 상태다. 중국 대련화학물리연구소가 사우디아라비아 석유화학사인 SABIC과 공동으로 사업화를 진행하고 있는 것이 유일한 투자다.

메탄은 석유화학공정과 셰일가스에서 대량으로 나오는 저렴한 가스다. 현재 연간 메탄 발생량 6억 톤 중 96%가 난방·발전용 열원으로 사용되고, 4%는 화학원료로 사용되고 있다. 이에 전 세계 연구자들은 메탄을 화학원료로 전환해 활용하는 방법을 고민해 왔다.

이에 한국 연구진은 1000℃이상의 고온에서 산화제 없이 메탄을 에틸렌과 벤젠 등의 화학원료로 전환하는 비산화 메탄 직접 전환기술을 개발했다. 전환율은 99%에 달한다. 이는 기존에 사용되던 산화 메탄 직접전환방식 대비 39% 높은 수율이다. 또 제조 후 후처리 과정이 없어 실용 가능성은 더 크다.

김석기 한국화학연구원 박사는 “이번 연구 결과는 메탄을 화학원료로 전환하는 메커니즘을 밝혔다는 데에서 학술적인 의미가 있다”라며 “앞으로 수율을 더욱 향상시키는 촉매기술을 개발하는 데 많은 도움이 될 것”이라고 말했다.

논문 1저자인 한승주 박사는 “한국이 향후 전 세계 메탄 직접 전환 기술을 이끌 수 있을 것”이라며 “국내 석유화학 시장의 새로운 먹거리가 될 수 있을 뿐만 아니라 수소생산에도 기여할 것으로 전망”된다고 덧붙였다.

연구진은 이 같은 내용을 촉매분야 최고 권위지인 ‘ACS(American Chemical Society) Catalysis(IF:12.221)’ 9월호 표지논문으로 게재했다. 비산화 메탄 직접 전환 기술에 대한 내용을 저널에 발표한 것은 중국 대련화학물리연구소, 미국 메릴랜드대학교에 이어 세 번째다.