에너지연, 이산화탄소 포집 핵심 소재·공정기술 개발

기술의 구성도. (에너지연 제공) /뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 이산화탄소 포집 비용을 절반으로 줄이는 기술을 개발했다.

한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 박종호 박사 연구진이 블루수소 생산의 핵심 기술인 이산화탄소 포집 핵심 소재와 공정 기술을 개발해 포집 비용을 획기적으로 낮추는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

수소 생산 시 이산화탄소가 발생하기 때문에 이산화탄소 배출을 하지 않는 그린수소의 생산이 필요하나 아직 기술력과 경제성이 부족해 상용화 이전까지 징검다리의 역할을 하는 기술이 필요하다.

이에 대한 가장 현실적인 대안이 수소 생산 과정 중 발생하는 이산화탄소를 포집해 지하에 매장하거나 석유화학 제품 원료로 활용함으로써 대기 중에 방출되지 않게 하는 수소를 생산하는 블루수소다.

국제에너지기구에 따르면 2050년 블루수소 공급량은 연 2억 톤에 달하며, 이를 통해 연 13억 톤의 이산화탄소 배출 저감이 이뤄질 것으로 전망된다.

이에 연구진은 기존 수소 생산 공정에서 이산화탄소 포집을 위해 활용하던 흡착제의 낮은 흡착량과 배출가스 중 이산화탄소만 포집하는 선택도를 개선해 전체 공정의 효율을 올렸다.

연구진이 개발한 흡착제를 공정에 활용하면 상용 흡착제 대비 이산화탄소를 4.6배 이상 높은 선택도로 정밀 포집할 수 있으며, 동시에 상용 흡착제와 유사한 수준의 흡착량을 유지할 수 있다.

연구진은 이 흡착제를 적용한 진공압력변동흡착(VPSA) 공정 기술을 개발하고 연속 운전 수행을 통해 99% 순도의 이산화탄소를 92%의 회수율로 포집하는 데 성공했다.

기존 흡착제의 경우 96%의 순도의 이산화탄소를 67%만 회수할 수 있었다.

특히 이산화탄소를 분리하고 고순도로 회수하는데 필요한 전력 소비를 공정 모사를 통해 계산한 결과, 1톤당 40kWh의 전력이 필요했는데, 선도 기업인 미국 에어프로덕츠사의 기술(83kWh/톤-CO₂)에 비해 전력 사용이 절반으로 절감됐다.

한국에너지기술연구원 청정연료연구실 박종호 박사. /뉴스1

박종호 박사는 “이번에 개발한 흡착제와 연구원이 보유한 수소 플랜트 설계 기술, 공정 개발 경험을 접목하면 연 백만 톤 규모의 이산화탄소 포집 실증 및 1톤당 30달러 이하의 낮은 포집 비용으로도 블루수소 생산이 가능할 것”이라며 “선진 기술을 뛰어넘는 국산화 기술 확보로 블루수소 생산 시장을 선도하고 장기적으로는 2050 탄소중립에 기여하기 위해 노력하겠다”고 말했다.

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