화력발전소 배출 이산화탄소 회수 ‘분리막’ 기술개발
이산화탄소 복합처리막 모듈
우리나라의 현재 전력생산에서 화력발전소가 차지하는 비율은 2004년 기준 설비용량 측면에서 65.6%, 발전량 측면에서 전체 62.6%를 차지해 가장 큰 에너지를 사용하고 있다. 에너지원도 가스를 비롯해 국내 석탄, (수입)석탄, 경유, 중유 등 다양하다. 따라서 대기 중 이산화탄소 배출을 줄이기 위해서는 화력발전소의 이산화탄소 배출을 절감시키는 것이 중요하다.
조 박사팀은 지름이 1-2cm 정도 되는 ‘다공(多孔)성 알루미나관’ 외피에 두께 5마이크로미터의 ‘탄소개질 FAU제올라이트 막’을 입혀 길이 20cm 의 관을 만들었다. ‘FAU제올라이트’란 유해물질흡착제로 쓰이는 제올라이트의 한 종류로, 연구팀은 FAU제올라이트에 탄소입자를 불어넣는 방식으로 이 관을 개발했다.
이 모듈의 이용방법은 간단하다. 화력발전 하면서 배출되는 대기오염물질을 1차 처리해 불순물을 제거하면 질소와 이산화탄소 혼합기체가 남는데 이 기체가 섭씨 80도 수준에서 연구팀이 개발한 관을 통과하면 관의 벽을 통해 이산화탄소는 빠져나가고 질소는 관을 그대로 통과해 나간다.
연구팀이 개발한 관의 길이는 20cm, 표면적은 60㎠ 수준. 그래서 시간당 1 입방m 부피의 이산화탄소를 처리할 수 있으며 실험 결과 이산화탄소 회수율은 60% 수준이다.
조 박사팀이 개발한 모듈이 상용화될 경우 탄소 무게(Total Carbon)를 기준으로 1톤당을 10달러 수준에 처리가 가능할 것으로 보여 현재보다 90%이상 처리비용 감축이 기대된다.
연구팀의 모듈은 현재 일본 큐슈대학의 ‘막 면적 16㎠’의 이산화탄소 분리모듈과 비교하면 세계 최고 수준이다. 다만 조 박사는 “이 모듈의 길이가 80cm를 넘고 막의 면적이 300㎠ 이상의 크기를 갖춰야 하고, 회수율도 60%에서 70%로 높여야 상용화가 가능하다”면서 “이 목표가 달성되면 시간당 30만 입방m정도의 이산화탄소 처리시스템의 설비가 가능할 것”이라고 설명했다.
이 분리장치를 통해 분리한 이산화탄소는 바다 밑이나 땅속에 묻어 저장하거나 메탄올 등 산업용 제품으로도 재활용이 가능할 것으로 기대된다.
기존에 사용하고 있는 흡착법·흡수법 등은 화력발전으로부터 이산화탄소를 회수할 수는 있으나 이산화탄소 1톤 처리에 고비용이 들어간다는 단점이 있어 경제성이 떨어진다.
(한국과학기자협회 작성)
웹사이트: http://www.kier.re.kr
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조철희 박사 011-401-7837
이 보도자료는 한국에너지기술연구원가(이) 작성해 뉴스와이어 서비스를 통해 배포한 뉴스입니다.
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