▲ 에너지연연구진이 개발한 DAC 설비를 운영하고 있다.

한국에너지기술연구원(원장 이창근)이 공기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 DAC 기술의 실증 규모를 단기간에 대폭 확대하며, 국내 탄소중립 핵심 원천기술의 상용화 가능성을 한 단계 끌어올렸다. 공정 안정성과 확장성을 동시에 입증함으로써 향후 대규모 이산화탄소 감축 기술로의 발전이 기대된다.

한국에너지기술연구원(이하 에너지연)은 CCS연구단 박영철 박사 연구진이 공기 중 이산화탄소 직접 포집(DAC) 공정을 고도화해 일일 포집량을 1kg에서 19kg 수준으로 확대하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.

이번 성과는 1년 만에 포집 규모를 19배 늘린 것으로, 개발된 시스템이 1,000시간 이상의 장기 연속 운전을 안정적으로 수행하며 향후 대형 실증으로의 확장 가능성을 입증했다는 점에서 의미가 크다.

에너지연이 개발한 DAC 기술은 건식 흡수제를 활용해 공기 중 이산화탄소를 직접 포집·제거하는 방식이다. 배출원이 명확한 발전소나 산업시설에 적용되는 기존 포집 기술과 달리 설치 장소의 제약이 적어, 탄소중립 실현을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.

연구진은 전년도 일일 1kg급 실증 결과를 바탕으로 흡수제 충전량, 기체 처리량, 열관리 설계를 전반적으로 고도화했다. 여기에 KAIST 최민기 교수 연구팀이 개발한 아민 고분자 기반 건식 흡수제를 도입해 95% 이상의 고순도 이산화탄소를 일일 19kg까지 안정적으로 포집할 수 있는 시스템을 구축했다. 이는 하루 동안 소나무 약 1,000그루가 흡수하는 양에 해당하는 수준이다.

실증 결과, 1,000시간 이상 운전해도 흡수제 성능 저하 없이 열관리 효율과 반응기 압력손실 등 핵심 지표가 안정적으로 유지되는 것으로 나타났다. 이를 통해 기존 소규모 실증에서는 확인하기 어려웠던 장기 운전 안정성과 공정 사이클 간 성능 편차에 대한 데이터를 확보했으며, 대규모 시스템 설계를 위한 기술적 기반도 마련했다.

연구진은 이번 성과를 토대로 일일 200kg급 DAC 공정으로 확대 실증을 추진할 계획이다. 단계적인 규모 확장을 통해 2035년까지 연간 1,000톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는 설비 기술을 확보한다는 목표다.

박영철 에너지연 CCS연구단 박사는 “이번 실증은 국내 고유의 직접 공기 포집 기술 확보를 위한 중요한 출발점”이라며 “향후 연간 수백만 톤 규모의 이산화탄소 감축이 가능한 기술로 발전시켜 국가 탄소중립 달성에 기여하겠다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 DACU 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 에너지연을 중심으로 KAIST, 고려대학교, GS건설이 참여해 소재부터 공정, 시스템, 실증까지 전 주기에 걸친 협력 체계를 구축했다.