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Climate Technology NEWS

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Title

탄소중립의 열쇠, 공기 중 이산화탄소 줄이는 신기술 나왔다

-에너지연,
대기 중 이산화탄소 직접 포집을 위한 신소재 및 공정 기술 개발


 

-연속운전을 통해 하루1킬로그램의 이산화탄소 포집, 95%이상의 고농도 이산화탄소 회수


 

-올해 하루10킬로그램 규모로 확대 예정,단계적 성장을 통해2030년 상용화 기술 확보 목표


 

 


 

■한국에너지기술연구원(이하 에너지연) CCS연구단 박영철 박사 연구진이 새로 개발한
건식흡수제를 이용해 대기 중의 이산화탄소를 직접 포집하고 평균96.5%의 고농도로 회수하는 데 성공했다.연구진은 대기 중 이산화탄소를 하루1킬로그램 이상 회수하는 실증에도
성공해 상용화에 한 발짝 다가섰다.


 

 


 

□ 현재 우리나라의 대기 중 이산화탄소 농도는2013년에 최초로400PPM을 돌파해2023년
427PPM*으로 매년 높아지는 추세다.같은 기간 우리나라의 연평균
온도는1.1도 상승해 지구온난화로 인한 기후 위기의 심각성을 나타냈다.


 

*
통계청 지표누리e-나라지표
데이터 참조


 

 


 

□ 발전소,공장 등 대표적인 이산화탄소 배출 시설에는 이미 많은
개발이 이뤄진 이산화탄소 포집 기술을 적용할 수 있다.하지만 대기 중에 퍼진 이산화탄소를 줄이기 위해서는
새로운 기술이 필요하다.대기 중 이산화탄소를 직접 잡아내는 직접 공기 포집 기술(이하 ‘DAC’)이 주목받는
이유다.


 

 


 

□DAC기술에는 이산화탄소만 선택적으로 흡수하는 성질을 가진
아민 기반의 건식흡수제가 주로 사용된다.흡수제가 이산화탄소를 머금은 뒤100도 이상의 고온 환경에서 이산화탄소를 분리하고 순수한 이산화탄소만 회수하는 원리다.


 

 


 

□ 하지만 아민 흡수제는 고온 환경에서 내구성이 떨어져 성능이 저하된다는 단점이 있다.이에 진공 환경에서 이산화탄소를 회수하는 등 다양한 대안 기술이 개발되고 있지만 아직까지 상용화에 이르지 못했다.


 

 


 

■ 연구진은 기존 흡수제가 고온 환경의 내구성 저하 문제를 해결하기 위해 새로운 아민 기반 건식흡수제(SMKIER-1)를 자체 개발했다.


 

 


 

□ 기존 흡수제는 이산화탄소를 강하게 흡수하는 아민과 아민을 잡아주는 실리카 지지체로 구성돼 있다.하지만 아민이 가진 이산화탄소와의 결합력이 너무 강해서 다시 떼어내려면 많은 열에너지가 필요하다.이 과정에서 열에 대한 내구성이 낮은 아민이 쉽게 손상되고 성능 저하를 일으킨다.


 

 


 

□ 이를
해결하기 위해 연구진은 아민에 고리화합물 형태의 첨가제를 추가했다.추가된 첨가제는 이산화탄소와의 결합력을
낮추면서도 아민을 보호하는 역할을 함께 수행해 열로 인한 손상을 막아준다.이를 통해 이산화탄소 흡수,회수에 들어가는 에너지는 줄이고100도 이상의 고온 환경에서도
안정적으로 고순도의 이산화탄소를 회수할 수 있게 됐다.


 

 


 

■ 연구진은
개발한 흡수제를 공정에 적용하고350시간 이상 연속 운전 실증을 진행했다.그 결과,하루1킬로그램의
이산화탄소를96.5%의 고순도로 회수*하는데
성공했으며 이는 국내에 보고된 최초 사례다.


 

*고순도 이산화탄소 회수:포집된 이산화탄소는 압축mso-bidi-font-family:"MS Gothic"">⋅mso-bidi-font-family:"맑은 고딕"">액화처리 후 저장되며,이산화탄소의 순도가 높을수록 압축mso-bidi-font-family:"MS Gothic"">⋅mso-bidi-font-family:"맑은 고딕"">액화에들어가는
비용이 줄어들고 이산화탄소 재활용 시에도 고순도일수록 유리하다는 장점이 있음


 

 


 

□ 연구진은 올해 중 하루 이산화탄소10킬로그램을 포집할 수
있는 공정 실증을 진행할 예정이며 향후 하루200킬로그램급의 단계적 규모 확대를 통해2030년 상용화 기술 확보를 목표로 하고 있다.이를 통해2035년까지 연간1,000톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는
실증 설비를 구축할 수 있을 것으로 내다봤다.


 

 


 

■ 연구책임자인
박영철 박사는 “본 기술을 통해 우리나라에서도 궁극적으로 연간 수백만 톤의 이산화탄소를 줄일 수 있는 기술의 첫발을 내디뎠다”며,“이를 통해 탄소중립을 목표로 하는 글로벌 노력에 중요한 기여를 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.


 

 


 

□ 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의DACU원천기술개발사업의
지원으로 수행됐다.

 
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국내 기술동향
Category Tech trends(Korea)
Source 국가과학기술연구회
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