직접공기포집 (Direct Air Capture)
쉽게 풀면
공장 굴뚝에서 나오는 진한 연기 속 이산화탄소를 잡는 것과, 이미 넓게 퍼져 옅어진 공기 중 이산화탄소를 잡는 것은 난이도가 다릅니다. 직접공기포집은 후자에 해당하는 기술로, 굴뚝 같은 특정 배출원이 아니라 우리가 숨 쉬는 일반 대기에서 바로 이산화탄소를 걸러냅니다. 대기 중 이산화탄소 농도는 공장 배가스보다 훨씬 낮기 때문에, 같은 양을 잡으려면 더 많은 공기를 처리해야 하고 그만큼 기술적으로 더 어렵습니다. 대신 배출원 근처가 아니어도 어디서나 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.
왜 중요한가
이미 대기 중에 누적된 이산화탄소를 줄이거나, 배출원을 특정하기 어려운 분산된 배출을 상쇄하는 수단으로 주목받아, 넷제로 목표 달성 전략의 한 축으로 연구되고 있습니다. 화학공학 관점에서는 저농도 이산화탄소를 효율적으로 잡아내는 흡착제나 흡수제 개발이 핵심 연구 과제입니다. 배출원 주변이 아니라 어디서든 설치할 수 있어 분산된 소규모 배출이나 이미 배출된 과거 누적 CO2까지 다룰 수 있다는 점에서 다른 포집 기술과 차별화됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
공기 중 이산화탄소를 잡는 흡착 소재가 실제로 얼마나 잘 흡수하고 재생되는지 실험으로 확인했다는 뜻입니다.
대기 중 저농도 이산화탄소를 잡는 것이 배가스에서 잡는 것보다 얼마나 더 많은 에너지와 비용이 드는지 비교했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
직접공기포집은 크게 액체 흡수제를 이용하는 방식과 고체 흡착제를 이용하는 방식으로 나뉘며, 흡착 이후에는 열이나 압력, 습도 변화를 이용해 흡착제에서 이산화탄소를 다시 분리해내는 재생 과정을 거칩니다. 대기 중 이산화탄소 농도가 발전소 배가스보다 훨씬 낮기 때문에 단위 이산화탄소당 처리해야 할 공기의 양이 많아, 일반적으로 연소후 포집보다 에너지 소모가 큰 편으로 평가됩니다. 직접공기포집은 석탄화력 배가스(CO2 농도 약 12~15%)와 달리 대기 중 CO2 농도(약 0.04%)를 대상으로 하기 때문에 훨씬 많은 공기를 처리해야 하며, 고체 흡착제를 이용한 방식과 강알칼리 용액을 이용한 습식 방식 등이 주요 접근으로 연구되고 있습니다.
주의할 점
저농도 이산화탄소를 다루는 특성상 단위 포집량당 에너지 소모와 비용이 다른 포집 방식보다 높게 나타나는 경우가 많아, 경제성 확보가 주요 과제로 남아 있습니다.