CO2 고부가 화합물로 전환한 오형석 박사 6월 과학기술인상

▲ 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 오형석 책임연구원 (사진제공=과학기술정보통신부)

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 6월 수상자로 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 오형석 책임연구원(센터장)을 선정했다고 4일 밝혔다.

1997년 제정된 ‘이달의 과학기술인상’은 최근 3년간 독보적인 연구개발 성과를 창출해 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 시상으로, 과기정통부 과학기술진흥기금/복권기금의 재원으로 운용된다.

과기정통부와 연구재단은 세계환경의날을 맞아 6월의 과학기술인으로 환경분야 우수연구자인 오형석 책임연구원을 선정했다. 오 책임연구원은 기후변화의 주범인 이산화탄소(CO2)를 에틸렌, 에탄올, 합성가스과 같은 고부가가치 화합물(e-Chemical)로 전환하는 요소기술 및 시스템을 개발해 기존의 산업 생태계를 유지하면서도 온실가스를 저감하는 해법을 마련한 공로가 큰 것으로 평가됐다.

전기화학적 CO2 전환 기술(e-CCU)은 산업 공정에서 배출되는 CO2를 태양광과 풍력 등 재생에너지 기반의 전기를 활용해 고부가가치 화합물로 전환하는 기술로 경제적 수익 창출은 물론 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심 수단으로 주목받고 있다.

e-CCU의 핵심은 CO2가 효율적으로 재조합되도록 돕는 고성능 촉매 소재를 개발하는 것과 이러한 촉매를 실제 장치에 적용할 수 있도록 디바이스화하는 것이며, CO2 전환 기술의 재현성, 안정성, 경제성을 입증하기 위한 실증화 연구도 필수적이다.

오형석 책임연구원은 나노 스케일 수준의 정밀한 설계로 전극의 국소 pH를 정밀하게 제어하는 기술을 개발하여 CO2가 촉매 표면에 보다 원활히 도달하도록 하였고, 이를 통해 1 A/cm2 수준*의 고전류밀도 성능을 달성했다.

가속기 기반 X-선 흡수분광법(XAS) 등 실시간 분석 플랫폼을 개발·활용하여 전기화학 반응 중 촉매의 상태 변화와 생성물 분포를 정밀하게 추적할 수 있게 하는 등 기초·원천 연구 고도화를 이루었다.

나아가, 연구 성과를 기반으로 세계 최초 대규모 실증화 연구를 진행해 전기화학적 CO2 전환 연구가 산업화로 이어지는 가교 역할을 했다.

일련의 연구 성과는 2024년 9월 영국 왕립화학회 학술지 에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)과 2024년 4월 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 등에 발표됐으며, LG화학에 기술이전되어 실질적 탄소중립 기술로 활용될 예정이다.

오형석 책임연구원은 “산업화라는 명확한 목표가 있었기에 원천기술 개발뿐만 아니라 실증화 연구까지 이어질 수 있었고 미래를 내다보는 기업의 과감한 투자와 정부의 지속적인 지원이 연구의 강력한 추진력을 제공했다”며 “앞으로도 실용 가능한 e-CCU 기술을 개발하여 지속가능한 탄소 순환 경제의 기반을 구축하는데 기여하고 싶다”고 밝혔다.