하경수 교수

서강대학교 화공생명공학과 하경수 교수팀을 중심으로, 신재생 에너지 기반 그린수소와 공기중 직접포집 탄소를 활용하여 저온 플라즈마 환경에서 e-메탄올을 합성하는 신 촉매 기술 개발에 착수했다. 한국연구재단 (NRF) 지원 사업인 STEAM 미래융합 파이오니어 기술 “고효율 e-메탄올 합성 탄소자원화 기술개발” 과제가 5년간 총 50억원 규모로 시작되었다. e-메탄올은 재생에너지에 기반한 그린수소와 탄소포집으로 확보한 탄소자원을 바탕으로, 재생에너지를 활용하여 얻어진 메탄올 자원을 의미한다. 탄소중립을 위하여 세계 각국의 해양 운송업체들은 탄소배출에서 자유로운 새로운 청정 메탄올을 차세대 연료로 채택하거나 염두에 두고 사업을 전개하고 있어 산업적으로도 큰 니즈가 발생하고 있다 (Maersk, Stea Line, 한화오션 등). 또한 메탄올은 Methanol-to-Olefin이라는 공정에 대규모의 원료물질로 공급되고 있으며, 수소가 필요한 연료 전지 등에 수소 캐리어로서도 큰 역할이 기대되는 물질이다. 현재 기술은 석탄, 셰일가스 등을 원료로 섭씨 700 ~ 1000도의 반응기에서 합성가스를 우선 만들고, 이를 적절히 처리한 후 별도의 고압 반응기(50 ~ 70기압)에서 메탄올을 합성하는 다단계 공정을 통해 제조되고 있다. 하경수 교수팀은 재생에너지에 기반한 저온 플라즈마 기법을 개발함에 있어, 저압 저온(혹은 상온) 플라즈마 작동형 신촉매를 개발함으로써, 온화한 반응조건을 구현하여 에너지 효율적인 합성기술을 개발하고자 한다. 여기에, 그린수소를 합성하기 위한 수전해 기술 (고려대 이정현 교수팀, 경북대 김명진 교수팀)과 탄소포집기술 (고려대 이기봉 교수팀)을 접목하여 기술경쟁력이 있으면서도 탄소배출에서 자유로운 신공정 기술을 개발할 예정이다. 2단계에서는 메탄올 합성 공정기술을 스케일업하고 상용화 기술을 개발하기 위해 한화토탈이 본격적으로 과제에 참여하며, 한국화학연구원의 실증센터와 MOU를 맺어 해당 공정의 실증연구가 이루어질 예정이다. 수전해 수소 부문에도 더이엔이라는 기업이 연구에 참여할 예정이며, 롯데케미칼도 MOU를 맺어 향후 수요기업으로 참여할 예정이다.