화학 산업시장 새롭게 이끌어갈 C1 가스 리파이너리 기술
화학 산업시장 새롭게 이끌어갈 C1 가스 리파이너리 기술
  • 정이레 기자
  • 승인 2020.01.21 16:44
  • 댓글 0
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이진원 서강대학교 교수 | C1 가스 리파이너리 사업단장
이진원 서강대학교 교수 | C1 가스 리파이너리 사업단장
이진원 서강대학교 교수 | C1 가스 리파이너리 사업단장 Ⓒ정이레 기자 

석유 의존도 감소를 위한 자원 개발 및 투자가 세계적 추세로 떠오른 가운데 ‘C1 가스(탄소가 한 개인 메탄과 일산화탄소) 리파이너리 기술이 주목받고 있다. 이는 셰일가스나 제철소에서 발생하는 부생가스 등을 활용해 C1 가스를 만들고, 이를 화학 소재나 수송용 연료로 변환하는 기술이다. 온실가스를 줄이고 새로운 자원을 얻는 일거양득의 효과가 기대된다.

 

C1 가스 활용, 화학공업의 새로운 패러다임 제시

셰일가스 채취 기술의 발달로 저렴하고 풍부한 메탄가스의 공급이 확대되고, 온실가스 감축을 위한 부생가스인 일산화탄소의 활용을 위한 노력이 이어지고 있다. 국내에서도 석유 의존도가 높은 국내 화학 산업의 새로운 성장 돌파구가 필요하다는 목소리가 꾸준히 제기되어왔다. 이에 지난 2015년 과학기술정보통신부는 세계 최고 C1 가스 원천기술 개발 및 실용화를 위해 ‘C1 가스 리파이너리 사업단(C1 Gas Refinery R&D Center, CGRC)’를 출범했다. C1 가스를 이용한 저온저압 직접 전환 등의 미래혁신형 원천기술을 확보하기 위한 혁신연구를 주축으로 생물화학공정 분야의 융복합 연구를 수행하게 된다. C1 가스 리파이너리 사업단장 이진원 교수는 C1 가스를 활용하기 위한 핵심 원천기술 개발 및 성과 확산을 목표로 사업을 꾸려가고 있다고 소개했다. ‘가스 기반 화학전환 기술개발에 중점을 두고 석유 중심의 화학공업을 대체할 수 있는 새로운 패러다임을 만들어가고 있다는 설명이다.

현재 C1 가스 리파이너리 사업단은 C1 가스(메탄 및 일산화탄소)를 이용한 바이오촉매 및 화학촉매 전환공정 스케일업을 위한 벤치 규모 촉매 테스트 및 공정 개념 설계리모델링에 주력하고 있다. 나아가 사업단 내에서 개발된 촉매 성능 평가 및 조기 기술사업화를 통한 촉매공정 통합 package 기술을 확보하는 것이 목표다. 이외에도 시장산업기술 동향을 조사해 C1 가스의 전반적인 개발 방향을 수립하고, 연관 기술의 선행 특허를 분석하며 중점 추진기술 도출 및 지적 재산권 확보 등 가스 사업화의 핵심연구를 수행하고 있다.

정부의 연구개발 사업은 과거 선진과학기술을 국내에 도입하는 사업에서 연구 결과를 산업에 적용해 국민에게 도움을 주고자 하는 실용적인 방향으로 바뀌고 있습니다. C1 리파이너리 사업단은 대학의 연구 결과들을 산업에 적용해 실질적 변화를 끌어내고자 출범했습니다.”

사업단을 꾸린 3년간 이들은 다양한 기술들을 탐색하며 그에 대한 점검과 검증하는 시간을 가졌다. 특히 기술 선정에 있어 대기업과 중소기업의 수요를 사전 조사하며 실용화에 다다르기까지의 시행착오를 대폭 줄였다. 이후 2년간 이들은 실용화 가능한 기술들을 추려 집중 개발에 돌입했다. 이 과정에서 세계 최고 수준의 성과들을 거머쥐기도 했다. 이 교수는 연구실에서 개발된 기술들은 산업에 적용되기 이전 검증 단계를 거쳐야 한다며, 실험실보다 큰 규모의 공장에서 기술을 검증하며 경쟁력을 확인하고자 한다고 전했다.

연구자로서 좋은 연구 결과를 얻었을 때 가장 큰 보람을 느낍니다. 자신이 개발한 기술이 세상에서 빛을 볼 때 그에 따른 보상이 따르는 것 또한 중요하죠. 향후 분야 발전을 위해서는 연구자들의 노력과 성취에 대한 보상이 필요한 만큼 이를 실현할 수 있는 환경 마련에 집중하고자 합니다.”

 

화학생명공학 분야 업적 쌓아온 연구자

이 교수는 최근 공학기술 분야 최고 권위 단체인 한국공학한림원 신입회원으로 선출되기도 했다. 그간 대사공학, 합성생물학, 공정 최적화, 바이오 연료 및 바이오-화학융합 연구 등 화학생명공학분야에서 탁월한 연구 및 업적을 이룬 공을 인정받은 것이다. 그가 이끄는 생명 화학공학 연구실에서는 온실가스이자 재생자원인 C1 가스를 생물학적화학적 방법을 통해 유용한 화학물질로 전환하기 위한 미생물 바이오화학촉매 개발과 촉매의 전환 효율을 극대화할 수 있는 공정 개발 연구를 진행하고 있다. C1 가스로부터 생산된 물질(일산화탄소-에탄올 또는 메탄-메탄올)을 고부가가치의 생화학물질로 전환하는 연구도 병행 중이다.

화학 촉매 연구 또한 활발히 이루어지고 있다. C1 가스 전환을 위한 고성능 촉매기술의 성공적인 스케일업을 위해 실험실 규모 촉매 테스트 시스템 및 벤치규모 촉매 테스트 시스템을 구축하고, 촉매 양산성 검토를 위해 자체적으로 성형한 촉매의 성능평가를 수행 중이다. 이 교수는 C1 가스 전환의 1차 생산물의 고부가화를 목표로 다양한 촉매기술을 연구하고 있다고 소개했다. 이외에도 C1가스전환 기술개발의 방향성을 제시하고 기술사업화를 촉진하기 위해 동 분야의 특허 전략 수립과 시장산업기술 인텔리젼스 연구를 이어가는 모습이다. 이들은 이러한 연구를 바탕으로 2015년부터 2019년까지 SCI급 논문 18건 게재, 특허출원 42건 및 등록 8, 기술이전 1건 등의 실적을 올린 바 있다.

현재 개발 중인 가스전환 바이오촉매, 화학촉매 및 공정기술, 바이오-화학 융합기술은 세계적으로도 찾아볼 수 없는 독보적 기술입니다. 향후 화학생명공학 분야의 학문 발전은 물론 가스 산업생태계 구축, 국가 신성장 동력 창출에도 기여할 수 있을 것이라 기대합니다.”

현재 이 교수는 연구와 더불어 C1 가스 리파이너리 사업단의 사업단장으로서 기후변화 대응, 에너지 안보 해결 및 신산업 창출 등의 국가정책, 국내 핵심 산업인 화학 산업의 실적 부진에 대한 가스 기반 핵심원천 기술개발 및 기술사업화를 진행하고 있다. 이밖에도 중소기업기술개발 지원사업, 지식경제 기술혁신 평가위원(한국산업기술평가관리원), 융합기술개발사업 추진위원회 위원(미래창조과학부), 생물화공부문 위원장(한국화학공학회) 등으로 활동하며 분야 발전에 힘을 보태고 있다.

 

 

기업과 연구자 이어주며 C1 가스 산업 발전 이끌어

실험실의 연구자들은 비즈니스 환경을 파악하기 어렵습니다. 저 역시 사업단을 운영하며 연구개발 이후 기술사업화에 이르기까지의 과정들을 알게 되었죠. 연구 시작단계에서부터 실용화를 염두에 둔다면 기술사업화의 속도 또한 높일 수 있을 것입니다.”

이 교수는 C1 가스 리파이너리 사업단을 통해 기술 실용화를 이루는 한편 기업은 필요로 하는 기술을 얻고, 연구자는 그에 따른 보상을 받을 수 있는 공정한 환경을 만들겠다고 말했다. 또한, 지적재산권 확보에 만전을 기하며 핵심 원천기술의 소유권을 확실히 한다는 방침이다. 사업단의 효율적인 운영을 위한 이 교수의 고민은 전략협의체 운영으로 이어졌다. 연구자와 기업체, 펀드투자자들이 모인 전략협의체는 관련 내용을 클라우드를 통해 공유하며 기술사업화라는 공동의 목표를 위해 머리를 맞댄다. 사업단 내 연구자들과의 소통에도 적극적이다. 2회의 연구책임자 모임과 연 1회의 전 연구원 모임을 개최해 연구 현황을 공유하며 소통의 시간을 갖는 것이다. 이 교수는 소통에서 연구 시너지를 얻을 수 있다며, 열띤 토론 속에서 새로운 아이디어를 얻는 경우가 많다고 전했다.

C1 가스 리파이너리 사업단은 새로운 화학 산업시장의 선두주자라는 목표를 향해 쉼 없이 달려가고 있었다. 기업 수요를 기반으로 한 기업 수요 대응 연구는 원천기술의 이전 및 기술사업화에 속도를 높이고 있다. 이러한 노력과 함께 대한민국이 C1 가스 기술 강국으로 우뚝 설 날이 머지않았음을 확신한다.

 

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