'블루수소' 생산 핵심, 이산화탄소 포집 비용 절반으로 낮춰

에너지연, 이산화탄소 포집 핵심 소재·공정 기술 개발

연구진이 개발한 블루수소 생산을 위한 이산화탄소 농축 시스템. 에너지기술연구원 제공

한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 박종호 박사 연구진이 블루수소 생산의 핵심인 이산화탄소 포집 핵심 소재와 공정 기술을 개발해 포집 비용을 절반으로 낮추는 데 성공했다고 7일 밝혔다.블루수소는 액화천연가스(LNG) 등의 화석연료를 개질해 수소를 생산하는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 기술을 활용해 제거한 수소다.

연구진은 기존 수소 생산 공정에서 이산화탄소 포집에 활용하던 흡착제의 낮은 흡착량과 배출가스 중 이산화탄소만 포집하는 선택도를 개선해 전체 공정의 효율을 높였다.

이를 공정에 활용하면 상용 흡착제보다 4.6배 이상 높은 선택도로 이산화탄소를 정밀 포집할 수 있다.

연구진은 유효 흡착량을 극대화하기 위해 이산화탄소에 대한 결합력을 최적화한 흡착제를 개발했다.

개발한 흡착제를 적용한 '진공 압력변동흡착(VPSA) 공정 기술'로 연속 운전을 통해 99% 순도의 이산화탄소를 92%의 회수율로 포집하는 데 성공했다. 기존 흡착제는 96% 순도의 이산화탄소를 67%만 회수할 수 있다.

특히 이산화탄소를 분리하고 고순도로 회수하는 데 필요한 전력 소비를 공정 모사로 계산한 결과, 1t당 40킬로와트시(40kWh/ton-CO2)로 확인됐다.

미국 선도 기업 기술(83kWh/ton-CO2)에 비해 절반가량 절감, 포집 비용도 획기적으로 줄일 수 있게 됐다.

박종호 박사는 "이번에 개발한 흡착제와 연구원이 보유한 수소 플랜트 설계 기술, 공정 개발 경험을 접목하면 연 100만t 규모의 이산화탄소 포집 실증 및 1t당 30달러 이하의 낮은 포집 비용으로도 블루수소 생산이 가능할 것"이라고 말했다.

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대전CBS 지영한 기자 younghan@cbs.co.kr

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