대기 중 이산화탄소를 직접 걸러내는 직접공기포집(DAC)기술은 탄소중립을 위한 핵심 기술이지만, 막대한 에너지 소모 때문에 상용화가 쉽지 않았습니다.

국내 연구진이 스마트폰 충전 전압 수준의 저전력만으로 95% 이상의 고순도 이산화탄소를 포집하는 데 성공했습니다.

KAIST 생명화학공학과 고동연 교수팀은 미국 MIT 화학공학과 T. 앨런 해튼 교수팀과 공동 연구를 통해 전기가 흐르면 스스로 가열되는 은 나노 파이버 기반 전기 구동형 DAC 기술을 세계 최초로 선보였습니다.

기존 DAC은 이산화탄소를 분리·재생하는 과정에서 100도 이상의 고온 증기가 필요했고, 전체 에너지의 70%가 이 단계에서 소모됐습니다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 마치 전기장판처럼 섬유에 직접 전류를 흘려 필요한 부분만 정확히 가열하는 저항 가열 방식을 도입했습니다.

이를 통해 스마트폰 충전기와 같은 3볼트 전압만으로도 불과 80초 만에 섬유를 110도까지 올릴 수 있었고, 불필요한 열 손실을 20% 줄이는 성과도 거뒀습니다.

핵심은 단순히 전기가 통하는 섬유가 아니라, 숨쉬는 전도성 코팅을 구현했다는 점입니다.

다공성 섬유 표면에 머리카락보다 훨씬 가는 3마이크로미터 두께의 나노 코팅을 통해 전도성과 기체 확산성을 동시에 확보해 빠르고 균일한 이산화탄소 포집을 가능하게 했습니다.

연구팀은 실제 대기 환경에서 이 기술로 95% 이상의 고순도의 이산화탄소를 회수하는 데 성공했으며, 대규모 모듈화 가능성도 확인했습니다.

이미 국제 특허도 출원해 원천 지식재산권까지 확보했습니다.

무엇보다 이 기술은 전기만으로 작동하기 때문에 태양광, 풍력 등 재생에너지와 직접 연계가 가능해, 탄소중립 공정 전환을 앞당길 게임 체인저로 평가됩니다.

KAIST 고동연 교수는 "DAC은 단순히 배출을 줄이는 수준을 넘어 공기 자체를 정화하는 핵심 기술"이라며, "이번 성과가 한국이 미래 DAC 선도국으로 도약하는 데 크게 기여할 것"이라고 밝혔습니다.

이번 성과는 재료과학 분야의 국제 학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials) 8월 1일 자 온라인판에 실렸습니다.

TJB 대전방송