이산화탄소 기반 포름산 전기화학적 전환 공정에 대한 전 과정 평가

Abstract

탄소 포집 및 활용 (CCU) 기술은 석유화학 공정의 환경오염 및 자원 고갈에 대한 문제를 대체하여 지속 가능한 사회에 필요한 유망한 기술이다. 다양한 연구가 이산화탄소에서 포름산으로의 환원에 대해 조사했지만 높은 pH 조건에서 전력 효율이 낮아 상용화에 한계가 있었다. 현재 이 문제를 개선하기 위해 TCC (Three compartment cell)을 사용한 이산화탄소의 전기화학전환이 제안되었으며, 실험실 규모의 연구에서 높은 효율로 이산화탄소로부터 포름산 생산하는 잠재력을 보여주었다. 그러나 제안된 기술이 환경에 미치는 영향을 정량화하기 위해서는 실증 규모의 환경 타당성 조사가 필요하다. 본 연구에서는 실험 데이터를 기반으로 TCC와 압력 변환 증류를 사용하여 이산화탄소로부터 상업용 규모의 포름산을 생산하는 공정을 개발하고 상용공정과 환경성을 비교한다. 17개의 항목에서 전기가 환경영향의 주요인(17~97%)으로 확인되었고, 전기 필요량 감소 또는 재생가능한 전기의 공급은 보다 환경 친화적인 포름산 생산을 가능하게 한다.