국내 연구진이 대기 중 이산화탄소를 직접 포집할 수 있는 건식흡수제를 개발했다.
한국에너지기술연구원 탄소포집 및 저장(CCS)연구단 박영철 박사 연구팀은 대기 중 이산화탄소를 평균 96.5%의 고농도로 직접 포집할 수 있는 건식 흡수제를 개발하고, 하루 1㎏ 이상 회수할 수 있는 기술실증에 성공했다고 13일 밝혔다.
현재 우리나라의 대기 중 이산화탄소 농도는 2013년에 최초로 400PPM을 돌파해 2023년 427PPM으로 매년 높아지고 있다. 같은 기간 우리나라의 연평균 온도는 지구온난화의 영향으로 1.1℃ 상승했다. 이에 탄소포집 기술도 주목받기 시작했다.
이산화탄소 직접공기포집(DAC) 기술은 발전·산업 공정 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 연료 등으로 활용하는 기술로 대기에 떠다니는 이산화탄소를 직접 분리할 수 있어 공기 중 탄소농도를 낮출 수 있다.
DAC 기술에는 이산화탄소를 선택적으로 흡수하는 성질을 지닌 아민 기반 흡수제가 주로 사용되는데 아민과 단단히 결합된 이산화탄소를 분리하기 위해 100℃ 이상의 고온을 가하는 등 열에너지를 지속적으로 부여한다. 문제는 아민 흡수제가 고온 환경에서 내구성이 떨어져 성능이 저하된다는 점이다.
이에 연구팀은 아민에 이산화탄소 결합력을 낮추면서도 아민을 보호하는 역할을 하는 고리화합물 첨가제를 추가한 새로운 건식흡수제 'SMKIER-1'을 자체 개발했다. 이를 통해 이산화탄소 분리에 들어가는 에너지는 줄이면서 동시에 흡수제의 수명을 획기적으로 늘릴 수 있다.
연구팀이 SMKIER-1을 공정에 적용하고 350시간 이상 연속 운전 실증을 진행한 결과, 국내 최초로 하루 1㎏의 이산화탄소를 96.5% 고순도로 회수하는데 성공했다.
연구팀은 올해 안에 하루 10㎏의 이산화탄소를 포집할 수 있는 공정 실증을 진행할 예정이다. 연구팀은 향후 일일 200㎏급의 단계적 규모 확대를 통해 2030년 상용화 기술 확보를 목표로 삼고, 2035년까지 연간 1000톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는 실증 설비를 구축할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
박영철 박사는 "2030년까지 포집량을 하루 200㎏으로 단계적으로 늘려 상용화하는 것을 목표로 하고 있다"며 "탄소중립 실현에 기여할 수 있길 기대한다"고 말했다.
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