에너지연, 시간 이상 실증 운전 성공 완수 
에너지연구원 연구진이 새롭게 개발한 DAC 설비를 운영하고 있다. 사진제공=한국에너지연구원
국내 연구진이 하루 1㎏ 수준에 머물던 공기 중 이산화탄소(CO₂) 포집량을 1년 만에 배로 끌어올리는 데 성공했다. 시간이 넘는 장기 실증 운전도 안정적으로 마쳐, 향후 대규모 설비로의 확대 가능성도 확인했다.
한국에너지기술연구원은 CCS연구단 박영철 박사 연구팀이 % 이상의 고순도 이산화탄소를 하루 최대 ㎏까지 포집할 수 있는 직접공기포집(DAC) 시스템을 구축했다고 밝혔다.
직접공기포집(DAC)은 건식 흡수체를 활용해 대기 중 이산화탄소를 직접 포집·제거하는 기술이다. 발전소나 공장 등 배출원에 설치하는 기존 탄소포집 기술과 달리, 특정 배출시설에 의존하지 않아 설치 장소의 제약이 적다. 이 때문에 탄소중립 달성을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 지난해 하루 1㎏ 규모의 포집 실증에 성공한 바 있으며, 이번에는 이를 기반으로 흡수체 충전량, 기체 처리량, 열 관리 설계를 전반적으로 고도화했다.
특히 KAIST 최민기 교수 연구팀이 개발한 아민 고분자 기반 건식 흡수제를 새로 도입해 포집 효율을 높였다. 그 결과 % 이상의 고순도 이산화탄소를 하루 ㎏까지 안정적으로 회수할 수 있는 시스템을 구현했다. 이는 소나무 약 그루가 하루 동안 흡수하는 이산화탄소 양에 해당한다. 포집된 이산화탄소는 압축·액화 과정을 거쳐 저장되며, 순도가 높을수록 저장 및 활용 비용을 줄일 수 있고 재활용 공정에서도 유리하다.
연구팀은 시간 이상 연속 운전한 결과, 흡수제 성능과 열 관리 효율, 반응기 압력손실 등 주요 지표가 안정적으로 유지되는 것을 확인했다. 이를 통해 장기 연속 운전 시 공정 안정성과 사이클 간 성능 편차에 대한 데이터를 확보했으며, 향후 대형 시스템 설계를 위한 기반을 마련했다.
연구진은 이번 성과를 토대로 하루 ㎏급으로 공정을 확대하는 실증에 착수할 계획이다. 단계적 규모 확장을 통해 년까지 연간 톤 이상을 포집할 수 있는 설비 실증도 가능할 것으로 내다봤다.
박영철 박사는 “이번 실증은 국내 고유의 직접공기포집 기술 확보를 위한 중요한 출발점”이라며 “향후 연간 수백만 톤 규모의 이산화탄소를 감축할 수 있는 기술로 발전시켜 국가 탄소중립 목표 달성에 기여하겠다”고 말했다.