과기정통부, 과학기술인상 6월 수상자에 오형석 KIST 책임연구원 선정

CO2 고부가가치 전환 기술 공로

[사진=과학기술정보통신부]

과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국연구재단(연구재단)은 ‘이달의 과학기술인상’ 6월 수상자로 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 오형석 책임연구원(센터장)을 선정했다고 4일 밝혔다.

‘이달의 과학기술인상’은 지난 1997년 제정된 상으로, 최근 3년간 독보적인 연구개발 성과를 창출해 과학기술 발전에 크게 기여한 연구자를 매달 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만 원을 수여하는 제도다. 시상은 과기정통부 과학기술진흥기금과 복권기금의 재원으로 운영된다.

과기정통부와 연구재단은 이날 세계 환경의 날을 맞아, 환경 분야에서 탁월한 연구 성과를 낸 오형석 책임연구원을 6월 수상자로 선정했다고 알렸다.

오 책임연구원은 기후변화의 주범으로 지목되는 이산화탄소(CO2)를 에틸렌, 에탄올, 합성가스 등 고부가가치 화합물(e-Chemical)로 전환할 수 있는 핵심 기술 및 시스템을 개발해 산업 생태계를 유지하면서도 온실가스를 효과적으로 저감할 수 있는 해법을 제시한 공로를 인정받았다.

그가 주도한 전기화학적 CO2 전환 기술(e-CCU)은 산업 공정에서 배출되는 CO2를 태양광, 풍력 등 재생에너지원 기반의 전기를 활용해 고부가가치 화합물로 전환하는 기술이다. 이는 경제적 수익을 창출함과 동시에 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심 수단으로 각광받고 있다.

이 기술의 핵심은 CO2 전환 효율을 극대화할 수 있는 고성능 촉매 소재 개발과, 이를 실제 장치에 적용 가능한 디바이스화에 있다. 여기에 더해 전환 기술의 재현성, 안정성, 경제성을 입증하기 위한 실증화 연구 역시 필수적인 요소다.

오형석 책임연구원은 나노 스케일 수준의 정밀 설계를 통해 전극의 국소 pH를 정밀하게 제어하는 기술을 구현, CO2가 촉매 표면에 더욱 원활하게 도달할 수 있도록 했다. 이를 통해 1 A/cm² 수준의 고전류밀도 성능을 달성했다. 이는 연구실 수준을 넘어 산업화에 필수적인 성능 지표로 평가된다.

또한 그는 가속기 기반 X-선 흡수분광법(XAS) 등을 활용한 실시간 분석 플랫폼을 개발·적용함으로써, 전기화학 반응 중 촉매의 상태 변화와 생성물 분포를 정밀하게 추적할 수 있는 체계를 구축해 기초 및 원천 연구의 수준을 한층 끌어올렸다.

나아가 해당 기술을 바탕으로 세계 최초로 대규모 실증화 연구도 수행했다. 충남 보령 중부발전소 현장에 CO2를 전기화학적으로 전환해 산업 활용도가 높은 일산화탄소(CO)를 하루 최대 200kg 생산할 수 있는 실증 플랜트를 구축해 산업화의 교두보를 마련했다.

이번 연구 성과는 2024년 4월과 9월 각각 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 및 영국 왕립화학회 학술지 Energy & Environmental Science에 게재되었으며, LG화학에 기술이전되어 탄소중립 실현을 위한 실질적 기술로 활용될 예정이다.

오형석 책임연구원은 “산업화라는 분명한 목표가 있었기에 원천기술 개발을 넘어 실증화 연구까지 가능했다”며 “기업의 과감한 투자와 정부의 지속적인 지원이 큰 힘이 됐다”고 소감을 밝혔다. 이어 “앞으로도 실용 가능한 e-CCU 기술을 지속적으로 개발해, 탄소 순환 경제의 기반을 마련하는 데 기여하겠다”고 말했다.