가. 정의 및 필요성
(1) 정의

☐ (CO2 화학 전환 시스템) CO2 화학 전환 시스템은 CO2를 반응원료로
활용하여 화학적 전환을 통해 연료·기초화학제품 등의 다양한 탄
소화합물로 전환하는 기술로 촉매, 전기화학적, 광전기화학적, 광
화학적 전환기술로 구분

❍ 촉매 전환기술은 CO2를 원료로 활용한 촉매 화학 반응을 통해 연료를 생
산하거나 화학제품을 생산하는 기술
- 연료 생산기술은 CO2 및수소와의 촉매 화학 반응을 이용하여 메탄, 메탄올,
액상탄화수소 등을 생산하는 기술
* CO2 및 수소와의 촉매 화학 반응을 이용하여 직접연료를 생산할 수 있으며, 또
한 CO2의 역수성가스화(Revese Water-Gas Shift) 및 피셔-트롭쉬
(Fischer-Tropsch) 반응 등을 통하여 간접방식으로 연료 생산 가능
* CO2 수소화를 통해 얻을 수 있는 중요 산물로는 액체연료, 메탄올, 경질올레핀
이 있으며, 이 중 액체연료 및 메탄올 등이 연료 제품군에 해당

- 화학물질 생산기술은 CO2를 원료로 활용하여 촉매 반응을 포함하는 화학적
전환 기술을 통해 다양한 화학산업의 중간체 또는 최종제품으로 전환하는
기술
* CO2 유래 대표 화학물질로는 고분자 화합물이 있으며, CO2가 고분자 화합물의
원료인 단량체(Monomer, 모노머)로 전환되거나 CO2가 고분자 구조 내에 직접
삽입된 형태를 통해 CO2가 포함된 고분자 화합물 및 플라스틱 제품 생산 가능
* 대표적인 중간 화합물질은 일산화탄소(CO), 메탄올, 에틸렌, 프로필렌 등이 있으
며, 가장 많이 연구되고 있는 제품은 일산화탄소(또는합성가스), 개미산, 메탄올
등

❍ 전기화학적 전환기술은 전기화학 전지시스템에 전기에너지를 공급하여 두
전극 사이에 전위차를 발생시켜 열역학적으로 안정한 CO2를 유용한 화합
물로 전환시키는 기술
- CO2는 수소이온(H+)과 전자(e-)를 공급받아 환원반응을 일으키며, 반응에 참
여하는 전자와 수소이온의 개수에 따라 일산화탄소, 개미산, 메탄올, 에틸
렌, 에타올 등 고부가가치 화합물이 생성
- CO2의 전기화학적 전환은 환원전극, 산화전극, 전해질, 분리막으로 사용되
는 이온교환막으로 구성
* 환원전극 : CO2 환원반응(CO2 RR : CO2 Reduction Reaction) 발생
* 산화전극 : 일반적으로 물산화반응(OER : Oxygen Evolution Reaction) 발생
* 전해질 : 이온을 포함한 용액 또는 고분자막
* 이온교환막 : 환원전극(cathode)과 산화전극(anode)에서 발생한생 성물을 분리시
키고 이온들의 교환 발생

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