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대기 중 이산화탄소를 감소하는 새로운 건식흡수제가 개발, 주목을 받고 있다.
한국에너지기술연구원 CCS연구단 박영철 박사 연구진은 최근 아민 기반 건식흡수제(SMKIER-1)를 개발, 이를 공정에 적용해 350시간 이상 연속 운전 실증을 진행했다.
그 결과 하루 1㎏의 이산화탄소를 96.5%의 고순도로 회수하는 데 성공, 상용화에 한 발짝 다가섰다.
대기 새마을금고 방공제 중 이산화탄소를 직접 잡아내는 '공기 포집 기술'에는 이산화탄소만 선택적으로 흡수하는 아민 기반의 건식흡수제가 주로 사용된다. 흡수제가 이산화탄소를 머금은 뒤 100도 이상의 고온 환경에서 이산화탄소를 분리하고 순수한 이산화탄소만 회수하는 원리다.
하지만 아민 흡수제는 고온 환경에서 내구성이 떨어져 성능이 저하된다는 단점이 있다. 아민 흡 바로바로 수제는 이산화탄소를 강하게 흡수하는 아민과 아민을 잡아주는 실리카 지지체로 구성돼 있는데, 아민이 가진 이산화탄소와의 결합력이 너무 강해서 다시 떼어내려면 많은 열에너지가 필요하다. 이 과정에서 열에 대한 내구성이 낮은 아민이 쉽게 손상되고 성능 저하를 일으킨다.
연구진은 이같은 내구성 저하 문제를 해결하기 위해, 새로운 아민 기반 건식흡 기업파산절차 수제를 자체 개발했다. 아민에 고리화합물 형태의 첨가제를 추가한 것으로, 이 첨가제는 이산화탄소와의 결합력을 낮추면서도 아민을 보호하는 역할을 함께 수행해 열로 인한 손상을 막아준다. 이를 통해 이산화탄소 흡수·회수에 들어가는 에너지는 줄이고 100도 이상의 고온 환경에서도 안정적으로 고순도의 이산화탄소를 회수할 수 있게 됐다.

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연구진이 개발한 건식흡수제(SMKIER-1). 에너지연 제공


향후 연구진은 하루에 이산화탄소 10㎏을 포집할 수 있는 공정 실증을 진행할 예정이다. 하루 200㎏급의 단계적 규모 확대를 통해 2030년 상용화 기술 확보를 목표로 하고 있다. 노량진자연산 이를 통해 2035년까지 연간 1000톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는 실증 설비를 구축할 수 있을 것으로 보고 있다.
박영철 박사는 "우리나라에서도 궁극적으로 연간 수백만 톤의 이산화탄소를 줄일 수 있는 기술이 개발될 것으로 보인다"고 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다.