이산화탄소로 휘발유 만든다...나프타 하루 50kg 생산 성공
2026.04.28 12:00
[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 이산화탄소를 휘발유·나프타와 같은 액체 탄화수소로 바꾸는 기술을 개발하고 하루 50kg 규모의 시범 생산에 성공했다. 상용화되면 석유 수입 의존도를 낮출 수 있을 것이라는 기대다.
한국화학연구원 김정랑 박사팀은 GS건설, 한화토탈에너지스와 공동 수행한 과학기술정보통신부의 '탄소자원화 플랫폼 화합물 연구단' 사업을 통해, 수소와 이산화탄소를 중간단계 없이 직접 반응시켜 액체 탄화수소로 만드는 촉매·공정 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
김정랑 박사팀은 하루 5kg 생산 규모의 미니 파일럿 플랜트 연구로 2022년 GS건설과 한화토탈에너지스에 기술이전을 완료한 바 있다. 공동 연구팀은 2025년 말 국내 최초로 하루 50kg의 액체 탄화수소 생산이 가능한 이산화탄소 직접 수소화 파일럿 플랜트 구축에 이어, 앞으로 연간 10만톤 이상 생산 가능한 상용공정 설계에 나설 계획이다.
최근 중동 호르무즈 해협 봉쇄로 인해 석유·나프타 수급이 어려워지면서 발전소·공장 등에서 배출되는 이산화탄소를 자원화하는 기술이 주목받고 있다. 자동차 연료용 휘발유 및 플라스틱 생산의 원료인 나프타 등을 만드는 데 쓰이는 석유를 이산화탄소로 대신할 수 있기 때문이다.
연구팀은 이산화탄소와 수소가 바로 반응해 액체 탄화수소를 만들 수 있는 직접전환 기술을 개발했다. 이번 기술은 약 300℃(270~330℃)와 20bar(10~30bar) 수준의 비교적 온화한 조건에서 작동한다. 현재 이산화탄소가 휘발유 등 액체 탄화수소로 바뀌는 합성 수율은 다단 반응 및 미반응물을 다시 반복 반응시키는 순환 공정을 적용해 50% 수준의 수율을 얻을 수 있으며, 하루 생산량은 50kg으로 20리터 용기(제리캔, 말통) 3개 정도 분량이다.
이번 성과는 상용화 기반 기술 확보라는 측면에서 의미가 크다. 촉매 제조와 운전 조건을 개선해 안정성을 높였으며, 기존 방식 대비 에너지 사용을 줄일 수 있고 공정이 단순해 생산 비용 절감에 유리하다.
연구팀은 앞으로 파일럿 플랜트 운전과 최적화를 통해 장기간의 실증 데이터를 축적하고, 이를 토대로 연간 10만 톤 이상 규모의 상용 공정 설계와 경제성 분석, 그리고 온실가스 감축 효과 평가를 진행할 계획이다. 상용화 성공 시 대체 원료 체계 구축을 통해 석유 수입 의존도를 낮추고 에너지 안보를 강화하는 효과도 예상된다.
이번 이산화탄소 - 액체 탄화수소 전환 촉매 성과는 지속 가능한 화학기술 분야 국제학술지 ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF: 7.3) 2026년 3월호 표지논문으로 게재됐다. 화학연 민형기 박사가 교신저자, 천징위(Chen Jingyu) 박사후연구원이 1저자로 참여했다.
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