왼쪽부터 기계공학부 강용태 교수, 서영환 박사과정(사진=고려대)
탄소중립을 실현하려면 이산화탄소(CO2)를 제거해야 하지만 대기 중 CO2 농도는 약 0.04%(400ppm)에 불과하다. 따라서 미량의 CO2만 강하게 포집하면서도 반복 사용하더라도 성능을 유지하는 흡착제가 필요하다.
연구팀은 실리카 나노입자에 탄소나노튜브(CNT)와 아민을 결합한 펠렛 흡착제를 개발했다. 여기서 아민은 CO2를 선택적으로 포집하는 역할을 담당한다.
연구팀이 영하 10도부터 영상 20도까지 다양한 온도와 습도 조건에서 펠렛의 성능을 검증한 결과 반복적인 CO2 흡착·재생 과정에서 성능이 안정적으로 유지됐다. 고려대는 이번 연구 성과에 대해 “지역과 계절에 따른 운전조건을 설정하고, 직접 공기 포집 장치의 소재와 공정을 함께 최적화하는 데 활용될 것으로 기대된다”고 설명했다.
이번 연구는 한국에너지기술평가원과 기후에너지환경부의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 응용화학 분야 국제학술지(Journal of Energy Chemistry)에 게재됐다.
강용태 교수는 “이번 연구는 성능이 좋은 가루 소재를 만드는 데서 한 걸음 더 나아가, 실제 장치에 적용할 수 있는 형태로 만들고 저온·습도 환경에서 운전한 뒤 에너지 사용까지 연결해 평가했다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 재생에 필요한 열을 줄이고 장기 실증을 확대해 다양한 기후에서 활용 가능한 직접공기포집 기술로 발전시키겠다”라고 말했다.
