직접공기포집 (Direct Air Capture)

한 줄 정의: 발전소나 공장의 배가스가 아니라 대기 중에 이미 낮은 농도로 존재하는 이산화탄소를 직접 흡수제나 흡착제로 뽑아내는 탄소포집 기술입니다.

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.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"본 연구는 아민 함침 고체 흡착제를 이용한 직접공기포집 공정의 흡탈착 성능을 실험적으로 평가하였다."

공기 중 이산화탄소를 잡는 흡착 소재가 실제로 얼마나 잘 흡수하고 재생되는지 실험으로 확인했다는 뜻입니다.

"직접공기포집 시스템의 대규모 도입에 따른 에너지 소모와 비용을 기존 연소후 포집 기술과 비교하였다."

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.

주의할 점

저농도 이산화탄소를 다루는 특성상 단위 포집량당 에너지 소모와 비용이 다른 포집 방식보다 높게 나타나는 경우가 많아, 경제성 확보가 주요 과제로 남아 있습니다.