[글로벌 트렌드] MIT 연구진, 바다에서 탄소 제거하는 효율적 시스템 개발
[글로벌 트렌드] MIT 연구진, 바다에서 탄소 제거하는 효율적 시스템 개발
  • 김병호 기자 bhkim@dailyenews.co.kr
  • 승인 2023.02.22 10:44
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(사진=Massachusetts Institute of Technology)
(사진=Massachusetts Institute of Technology)

MIT(Massachusetts Institute of Technology)는 연구진이 해수에서 이산화탄소(CO2)를 포집하는 효율적인 시스템을 개발했다고 보도자료를 통해 최근 밝혔다.

현재 탄소 포집 방법은 주로 공기에서 이산화탄소를 제거하는 데 중점을 두고 있다. 하지만 바닷물은 인간 활동으로 생성된 탄소 배출량의 40%를 흡수하는 더 큰 탄소 흡수원이다. 이산화탄소를 먼저 농축해야 하는 공기 기반 탄소 포집과 달리 바닷물의 탄소 수준은 100대 높으며 직접 포집할 수 있다.

이미 바다에서 탄소를 제거하는 기술은 존재한다.

일반적으로 물을 분해해 산성화되는 공기 흐름에 전압을 적용하기 위해 멤브레인 스택을 사용한다. 이는 결과적으로 물속의 중탄산염이 이산화탄소 분자로 전환되고 진공 상태에서 제거된다.

다만 프로세스에 필요한 멤브레인은 비싸고 전극에서 반응을 끌어내기 위해 화학물질도 필요하기 때문에 프로세스가 복잡하고 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

앨런 해튼(Alan Hatton) MIT 화학공학 교수가 이끄는 연구진은 프로세스를 단순화하고 비용 효율적으로 만들기 위해 노력을 기울였다.

새롭게 개발된 방법은 멤브레인을 사용하지 않고 탄소를 포획하기 위해 전극에서 가역반응(화학반응 때 정반응과 동시에 역반응도 일어나는 반응)을 사용한다. 반응성 전극은 양성자를 해수로 방출해 해수를 산성화하고 용해된 중탄산염을 이산화탄소 분자로 변환한 다음 진공상태에서 포획한다.

이후 물은 전압이 역전되는 두 번째 셀 세트로 공급되고 양성자가 회수돼 바다로 다시 방출되기 전에 물을 알칼리성으로 바꾼다. 한 세트의 전극에서 양성자가 고갈되면 두 세포의 역할이 뒤바뀐다.

연구진은 바다의 산성화를 줄이기 위한 국부적인 조치로 알칼리성 물을 재주입하는 것을 검토하고 있다.

연구진은 이같은 조치가 산호초와 조개류에 대한 위협을 해결하는 데도 도움이 될 것으로 예상하며 알칼리 농도가 치솟아 생태계를 방해하지 않도록 연안해서 이뤄질 수 있을 것으로 보고 있다.

이러한 시설을 설치하는 것과 관련한 자본 지출을 줄이기 위해 연구진은 담수화 플랜트, 해양 시추 플랫폼, 양식장과 같은 기존 인프라와 함께 기술을 공존할 것을 제안했다.

이에 따라 바다에서 제거된 탄소는 에탄올이나 특수 화학물질과 같은 화합물로 전환될 수 있다. 대신 그것은 해저 아래 지질학적 형태로 묻힐 수도 있다고 연구진은 덧붙였다.

한편 이 연구결과는 Energy and Environmental Science 저널에 게재됐다.

[데일리e뉴스= 김병호 기자]


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