이산화탄소 포집 비용 절반으로 줄인다

에너지기술연 연구팀이 개발한 이산화탄소 포집을 위한 '흡착제'

한국에너지기술연구원 연구자가 블루수소 생산을 위한 이산화탄소 포집 비용을 절반 가량 절감할 수 있는 새로운 흡착제 소재와 공정기술을 개발하고 기술 테스트를 하고 있다. 에기연 제공

탄소중립 실현을 위한 이산화탄소 포집 비용을 절반 수준으로 줄일 수 있는 소재와 공정기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 박종호 박사 연구팀이 이산화탄소 포집에 사용하던 흡착제에 비해 이산화탄소를 4.6배 이상 높은 선택도로 포집할 수 있는 흡착제 소재와 전력 소비를 줄일 수 있는 공정 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

기존 이산화탄소 포집 공정에 사용하는 상용 흡착제는 흡착량이 많으면 배출가스 중 이산화탄소가 아닌 메탄을 더 많이 포집하거나, 이산화탄소에 대한 선택도가 높으면 흡착량이 낮아지는 문제가 있었다. 이 때문에 이산화탄소 포집 설비를 확대해 포집량을 늘려야 하고, 장치 축소에 따른 운전비용 절감 등 효율 개선은 해결하지 못했다.

연구팀은 표면이 극성을 지닌 흡착제를 개발하고, 흡착량을 높이기 위해 이산화탄소에 대한 흡착제의 결합력을 최적화했다. 흡착제는 정전기적인 인력을 통해 분자를 끌어 당기고 포집하는데, 이번에 개발된 흡착제는 극성을 띄고 있어 무극성도가 매우 높은 메탄과 인력을 최소화하면서 이산화탄소에 대한 친화도는 유지하도록 설계됐다.

연구팀은 이 흡착제를 적용한 진공압력변동흡착 공정기술을 개발하고, 연속 운전 수행을 통해 99% 순도의 이산화탄소를 92%의 회수율로 포집하는 데 성공했다. 기존 흡착제는 96% 순도의 이산화탄소를 67%만 회수할 수 있었는데, 순도와 회수율 모두 기존 흡착제를 뛰어 넘는 수준으로 공정 효율을 개선했다.

이 공정 과정에서 소모된 전력은 1톤당 40킬로와트시로, 선도기업의 1톤당 83킬로와트시에 비해 전력사용량을 절반으로 줄였다고 연구팀은 설명했다.

박종호 에너지기술연 박사는 "이번에 개발한 흡착제와 공정을 적용하면 연간 100만톤 규모의 이산화탄소 포집 비용을 1톤당 30달러 이하로 낮출 수 있다"며 "수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 활용하는 블루수소 생산 시장을 선도하는 기술로 유용할 것"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr