태양광으로 탄소 포집 후 연료 변환… 기후 위기 해법 될까?

[디지털비즈온 송민경 기자] 영국 케임브리지대학교 연구진이 공기 중 이산화탄소(CO2)를 직접 포집한 뒤 이를 연료로 변환하는 혁신적인 장치를 개발했다고 밝혀 MSN, BBC 등 외신이 보도했다. 

이 장치는 오직 태양광만을 활용하여 작동하는 것이 특징이며, 광합성에서 영감을 얻어 케이블이나 배터리가 필요 없어 대기 중 이산화탄소(CO2)를 합성 가스로 전환한다고 밝혔다.

대기 중 탄소 포집 기술은 새로운 개념이 아니지만, 기존 방식(CCS)은 높은 비용과 에너지 소모 문제를 해결하지 못했다. 특히, 포집 과정에서 화석연료에 의존해야 하는 경우가 많아 지속 가능성 측면에서 한계를 지적받아 왔다.

케임브리지대 지속가능 에너지 기술 연구소를 이끄는 어윈 라이즈너(Erwin Reisner) 교수는 “현재의 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술은 비용과 에너지 소비가 많을 뿐만 아니라, 결국 화석연료를 계속 태우게 만드는 핑계가 될 수 있다”고 언급하며, 공개한 원자로가 CCS 기술에 대한 대안을 제공한다고 덧붙였다.

연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 자연의 광합성 과정에서 영감을 얻어, 식물이 햇빛을 이용해 CO2와 물을 산소와 당으로 변환하는 것처럼 연구진이 개발한 새로운 반응기(Reactor) 역시 태양광만을 에너지원으로 사용한다.

장치는 밤에는 특수한 실리카-아민(Silica-Amine) 필터를 이용해 대기 중 CO2를 포집한다. 낮에는 태양광이 거울을 통해 필터 위로 집중되면서 포집된 CO2가 방출된다. 이후, 반도체 분말이 포함된 또 다른 반응 구역에서 화학 반응이 촉발되며 CO2가 합성가스(Syngas)로 전환된다.

합성가스는 자체적으로 연료로 활용될 수도 있지만, 연구진은 이를 보다 활용성이 높은 액체 연료로 변환하는 방안을 연구 중이다. 연구의 제1저자인 사얀 카르(Sayan Kar) 박사는 “이 장치를 대규모로 생산한다면, 대기 중 CO2를 제거하면서 동시에 화석연료를 대체할 수 있는 친환경 연료를 만들 수 있을 것”이라며, “CO2는 환경오염을 일으키는 폐기물로 여겨지지만, 한편으로는 가치 있는 자원이 될 수도 있다”고 강조했다.

연구팀은 이 기술이 성공적으로 발전하면 화석연료 의존도를 줄이고, 누구나 쉽게 접근할 수 있는 지속 가능한 연료를 생산할 수 있는 기회를 제공할 것이라고 전망했다. 어윈 라이스너(Erwin Reisner) 교수는 “우리가 계속해서 화석연료를 채굴하고 태우는 대신, 필요한 CO2를 직접 대기에서 가져와 재활용할 수 있다”고 덧붙였다.

해당 연구는 네이처 에너지(Nature Energy)에 게재되어 확인이 가능하다.