사진. 한국에너지기술연구원
한국에너지기술연구원(이하 KIER)의 CCS연구단 박영철 박사 연구진이 공기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 직접공기포집(이하 DAC) 기술을 통해 일일 19㎏급 실증에 성공했다고 밝혔다.
이는 불과 1년 전 하루 1㎏ 수준에 머물렀던 포집량을 19배로 끌어올린 성과로, 국내 DAC 기술 중 최대 규모 실증 사례다. 특히 이번 시스템은 1,000시간 이상 연속 운전을 안정적으로 수행해 기술의 신뢰성과 확장 가능성을 동시에 입증했다.
KIER이 개발한 DAC 기술은 건식 흡수제를 활용해 공기 중 이산화탄소를 선택적으로 포집·제거하는 방식이다. 발전소나 산업시설의 배출가스를 대상으로 하는 기존 탄소 포집 기술과 달리, 배출원이 없는 공간에서도 적용할 수 있어 탄소중립 실현의 핵심 수단으로 꼽힌다.
연구진은 흡수제 충전량 최적화, 기체 처리량 증대, 열관리 설계 고도화를 통해 공정 효율을 크게 향상시켰다. 여기에 KAIST 최민기 교수 연구팀이 개발한 아민 고분자 기반 건식 흡수제를 새롭게 적용해 95% 이상의 고순도 이산화탄소 회수에 성공했다.
포집된 이산화탄소는 압축·액화 과정을 거쳐 저장되며, 순도가 높을수록 공정 비용 절감과 재활용 활용도가 높아진다.
이번 실증에서 확보한 고순도 CO₂는 향후 합성연료, 화학 원료 등으로의 활용 가능성도 기대된다. 또한 1,000시간 이상 운전 동안 흡수제 성능 저하, 열관리 효율 변화, 반응기 압력 손실 등 주요 지표가 안정적으로 유지되는 것이 확인됐다.
이를 통해 장기 연속 운전 시 발생할 수 있는 공정 불안 요소를 사전에 검증하고, 대규모 시스템 설계를 위한 핵심 데이터를 확보했다.
연구진은 이번 성과를 바탕으로 포집 규모를 일일 200㎏급으로 확대하는 후속 실증을 추진할 계획이다.
이후 단계적인 스케일업을 통해 2035년까지 연간 1,000톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는 DAC 설비를 실증하는 것이 목표다. 이는 향후 수백만 톤 규모의 대형 DAC 플랜트로 확장하기 위한 기술적 교두보 역할을 할 것으로 전망된다.
박영철 박사는 “이번 실증 성과는 국내 고유의 직접공기포집 기술을 확보하기 위한 중요한 출발점”이라며 “장기적으로는 대규모 탄소 감축이 가능한 기술로 발전시켜 국가 탄소중립 실현에 기여하겠다”고 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 DACU 원천기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, KIER을 중심으로 KAIST, 고려대학교, GS건설(주)이 참여해 소재·공정·시스템·실증 전 주기에 걸친 협력 체계를 구축했다.
