전기공급만으로 하루 1~3kg 이산화탄소 포집한다

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 공기 중 0.04%가량 있는 이산화탄소를 95% 이상 순도로 포집해 이산화탄소 기반 연료나 화학제품 생산에 사용할 수 있는 기술을 개발했다.

고도연 교수.(사진=KAIST)

KAIST는 고동연 생명화학공학과 교수 연구팀이 전기만으로 작동해 공기 중 이산화탄소를 효율적으로 제거할 수 있는 탄소 포집기를 개발한뒤 상용화를 준비중이라고 29일 밝혔다.

고동연 교수 연구팀은 전기 가열원이 이산화탄소 흡착제와 한번에 대량 생산될 수 있는 기술을 개발하고, 직접 공기 포집 시스템(DAC) 시스템을 구현했다.

이번 기술은 외부 열에너지의 공급 없이 전기만으로 구동할 수 있다. 태양광, 풍력 등 다양한 재생에너지원을 이용하고, 시스템 부피도 작다.

공기 중 극미량 존재하는 이산화탄소를 포집하는 기술을 실험실 단계에서 상업적 규모로 확대하려면 효율적인 흡착제, 이산화탄소를 분리하는 시스템, 일관성 있는 공정 등이 필요하다.

연구팀은 전기 가열원이 통합된 흡착제와 시스템을 개발해 이산화탄소 포집기 성능을 높였다. 개발한 흡착제는 대량 생산할 수 있고, 비표면적이 넓어 이산화탄소를 더 효율적으로 흡착할 수 있다. 반복해서 써도 변형이 적다.

탄소 포집기는 흡착 소재에 이산화탄소를 흡착한 후 전기로 작동하는 가열원을 통해 발생하는 열을 이용해 이산화탄소 얻어내는 방식을 이용했다. 에너지 효율이 높고 정밀하게 온도를 제어할 수 있다.

연구팀은 현재 실험실 단위에서 하루 약 1~3kg의 이산화탄소를 처리할 수 있다고 분석했다. 앞으로 하루 포집량 1톤 규모 이상으로 규모를 키우면 대기 중 이산화탄소를 포집하는 용도를 비롯해 화력발전소, 시멘트 공장, 철강 공장 등에서 나오는 이산화탄소 배출원을 대상으로 역할을 할 수 있다.

이 기술을 기반으로 학생창업기업을 설립해 상용화를 준비중인 김규남 박사과정 연구원은 “대기 오염 문제 해결에 다가설 수 있는 중요한 성과”라며 “지속적인 연구를 통해 기술을 발전시키고 실제 환경에서 적용 가능성을 높이겠다”고 말했다.

하루 처리량 1kg급 대기 중 이산화탄소 포집 설비.(사진=KAIST)