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'이산화탄소'통합검색 결과 입니다. (35건)

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KAIST·소브, "전기로만 CO₂ 포집 상용화"…내년 1t규모 완성

혁신적인 이산화탄소(CO₂) 포집기술이 상용화 수준으로 개발됐다. KAIST는 고동연 생명화학공학과 교수 연구팀이 오로지 전기만 써서 이산화탄소를 효율적으로 제거하는 공기중 직접 포집기(DAC)를 개발하고, 상업화를 추진 중이라고 29일 밝혔다. 연구는 사우디 아람코 연구팀과 공동으로 진행됐다. 상업화도 추진한다. 이 연구를 주도한 김규남 생명화학공학과 박사과정 연구원의 학생 창업기업(소브(Sorv), 대표 김규남)이 추가 기술 개발과 마케팅에 드라이브를 걸고 있다. 고동연 교수는 "현재 DAC 유닛은 상용화 가능한 수준이다. 내년까지는 하루 1t 이상의 포집능력을 갖는 시스템을 설계할 것"이라며 "이를 기반으로 대형 플랜트를 제작하는데 총력을 기울여 나갈 계획"이라고 말했다.고 교수는 또 "전 시스템을 전기화한 첫번째 사례로 재생에너지원으로 생산된 전기만으로도 운전이 가능하다"며 "전기만 공급된다면 어느 위치에든 간단히 설치 가능하다"고 말했다. 이 시스템은 태양광, 풍력 등 다양한 재생에너지원을 직접 이용할 수 있다. 시스템 부피가 작아 기존 탄소 포집기가 적용될 수 있는 영역의 한계를 뛰어 넘는다는 것이 연구진 설명이다. 이 시스템은 원통형 디자인으로 지름이 대략 30㎝, 길이는 1.5m 가량 된다. 이산화탄소 포집에는 효율적인 흡착제 포집된 이산화탄소를 경제적이고 에너지 효율적으로 분리하는 시스템 이 모든 과정을 대규모로 구현하기 위해서는 안정하고 일관성 있는 공정이 보장돼야 한다. 연구팀은"흡착제 700㎡/g 이상의 비표면적을 가지고 있고, 탈착 효율은 90%이상"이라고 설명했다. 현재 실험실 스케일에서는 하루 약 1~3㎏의 이산화탄소를 처리할 수 있다. 하루 포집량 1톤 규모 이상으로 스케일업 및 대규모 배치도 가능하다. 김규남 대표는 "대기 중 이산화탄소를 포집하는 용도 뿐만 아니라 화력발전소, 시멘트 공장, 철강 공장 등 대규모 이산화탄소 배출원을 대상으로도 중요한 역할을 할 것"으로 기대했다. 이 연구성과로 2022년 소브가 랩 스타트업(Lab Startup) KAIST 최우수상을 수상했다. 2023년에는 미국 R&D 100 어워즈(Awards)의 파이널리스트(Finalist)로 선정됐다.

2024.07.29 14:34박희범

모기가 무는 사람 따로 있다…분비물 냄새 1m 떨어져도 판별

최근 전국에 말라리아 주의보가 내려졌다. 매개체는 모기다.그렇다면 이들 모기를 피할 길은 없을까.모기가 좋아하는 사람이 따로 있다는 연구 결과가 있다. 대부분 물리는 사람만 물린다는 것이다. 과학기술계 국제 학술지 '저널 오브 메디컬 엔토몰로지(Journal of Medical Entomology)와 외신 등이 그 이유를 자세히 보도했다. 이들 소식에 따르면 모기에 영향을 주는 핵심 요인은 사람에게서 나는 냄새다. 우선 모기가 좋아하는 사람의 혈액형은 O형이다. 이 논문에 따르면 모기는 A형이나 B형, AB형 혈액보다 0형을 선호한다. 대략 85%의 사람들이 자신의 혈액형에 따라 화학물질을 분비하는데, 모기가 O형의 화학물질을 가장 선호했다. 나머지 15%가 그렇다고 모기를 피할 수 있는 건 아니다. 모기는 사람이 호흡하고 내뿜는 이산화탄소를 통해 먹이를 찾는다. 늘 이산화탄소가 더 많은 곳으로 날아가는데, 수십미터 떨어져 있어도 먹이(사람) 위치를 정확히 찾는다. 이로 인해 호흡량이 적은 어린이가 어른보다 모기에는 덜 피해를 입는 것으로 나타났다. 모기는 또 1m만 떨어져 있어도 젖산 냄새나 암모니아, 아세톤, 카르복실산 등의 화합물질 냄새에 잘 반응한다. 이들 성분은 동물보다 사람에 더 더 많이 포함돼 있어 소나 개보다 사람이 모기에 더 잘 물린다. 여기서 끝이 아니다. 모기는 사람의 땀을 포함해 피부 미생물이 분비하는 물질에 잘 반응한다. 박테리아마다 독특한 냄새를 방출하기 때문이다. 피부에는 약 1천 종의 박테리아가 있다. 대부분은 표피 상층과 모낭 윗부분에 살고 있어 비누로 피부를 깨끗이 씻어도 피부 세균을 완전히 없애는 것은 불가능하다. 문제는 또 있다. 이들 미생물이 인체에 모두 해로운 것만은 아니라는 사실이다. 피부에 서식하는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)은 슈도몬산(pseudomonic acid)을 분비한다. 그런데 이 슈모몬산은 질병을 유발하는 포도상구균이나 연쇄구균 등과는 상극이다. 녹농균은 피부 면역 작용에도 도움을 준다. 물론 이 피부 박테리아가 혈류로 들어가면 방광염 등을 일으키는 위험한 병원체가 되기도 한다. 또 이들 박테리아는 땀과 피지선에서 분비되는 물질을 분해하면서 생화학 반응을 일으키는데, 이때 모기가 좋아하는 냄새가 난다. 예를 들어 프로피온산 박테리아는 피지선 분비물에 포함된 아미노산을 악취가 나는 프로피온산으로 바꾼다. 연구팀은 "그럼에도 사람의 피를 빠는 모기는 수컷이 아니라, 암컷이다. 수컷은 주로 꿀과 식물 액 등을 먹는다"며 "피부 박테리아가 어떤 물질과 결합할 경우 모기가 좋아하는지, 싫어하는지도 다 규명되지 않았다"고 말했다.

2024.07.06 23:03박희범

인피니언, 제품별 '탄소발자국 데이터' 제공...탈탄소화 선도

인피니언테크놀로지스는 제품 탄소발자국(Product Carbon Footprint, PCF) 데이터를 제공한다고 밝혔다. 이를 통해 고객들이 각자의 지속가능성 목표를 달성하고 전체 공급 사슬에서 탄소발자국을 효과적으로 줄일 수 있도록 지원한다는 방침이다. 제품 탄소발자국은 개별 제품에 수반되는 온실가스 배출을 정량화하여 다양한 제품의 기후 영향을 비교할 수 있는 지표다. 업계의 표준이 정립되어 있지 않기 때문에 인피니언은 고객의 요구 사항과 모범 사례를 통합해 제품 탄소발자국을 측정하는 강력한 방법론을 개발했다. 여기에는 원자재와 공급품, 자체 제조 공정, 제조 파트너, 자본재 및 고객 인도를 위한 운송에서 발생하는 탄소 배출을 포함한다. 제품 탄소발자국은 이산화탄소 환산 킬로그램(kg CO2e)으로 표시된다. 인피니언의 제품은 글로벌 에너지 전환과 탄소중립 사회에 크게 기여하고 있다. 인피니언 제품은 태양광 및 풍력 발전소, 전기차에 사용되고 있으며 AI 데이터 센터 등 수많은 애플리케이션에서 에너지 효율을 높인다. 인피니언의 반도체 칩은 수명 동안 생산 과정에서 배출된 이산화탄소 환산량(CO2e)의 34배의 탄소 배출을 줄인다 탄소 발자국을 제품 레벨로 세분화하는 것은 인피니언의 지속가능성 여정에 있어서 중요한 이정표다. 인피니언은 직접 및 간접 배출(스코프 1 및 스코프 2)에 대해 2030년까지 탄소 중립 달성을 약속했다. 지난해에는 공급 사슬 배출(스코프 3)을 포함하는 과학 기반 목표를 설정할 것이라고 밝혔다.

2024.06.11 10:30이나리

한-말레이시아, 탄소포집저장(CCS) 협력 시동

정부가 말레이시아와 탄소포집저장(CCS) 분야 협력에 나선다. 산업통상자원부는 최연우 에너지정책관이 10일 오후 서울 장충동 신라호텔에서 루크만 아마드 말레이시아 경제부 사무차장과 면담을 갖고, 한-말레이시아 간 이산화탄소 포집·저장(CCS) 분야 협력방안에 대해 논의할 예정이라고 밝혔다. 이날 면담은 삼성E&A 주관으로 개최한 '셰퍼드 CCS 서밋(Shepherd CCS Summit)'에 양국 CCS 정책 주무부처 관계자가 참석한 것을 계기로 이뤄졌다. 최연우 국장은 “국가온실가스감축목표(NDCs)를 달성하는 데 CCS가 중요하다”며 “국내외 기업이 공동으로 추진 중인 '셰퍼드 CCS 프로젝트'가 원활하게 추진돼 글로벌 CCS 선도사업으로 자리매김할 수 있도록 말레이시아 경제부에 적극적인 관심과 지원을 제안할 것”이라고 밝혔다. 양국은 한-말레이시아 간 이산화탄소 국경 간 이송·저장 협약 체결 필요성에 공감하고 양국의 제도적 여건과 관련 국제 규약 등을 고려해 양국 정부 간 논의를 진행해 나갈 예정이다. 한편, 이날 행사 정부 세션에서 양국 정부 관계자는 CCS 정책을 발표한다. 산업부는 핵심적인 기술·인력을 확보하고 전문기업을 육성하는 한편, 국내외 저장소 확보를 통한 초기 시장 창출, 지속성장 생태계 조성 등의 내용을 담은 '한국의 CCS 산업육성 정책'을 소개할 예정이다.

2024.06.10 11:00주문정

기계연, 청정연료 'E-퓨얼' 생산하는 소형 반응기 국내 첫 개발

유럽연합(EU)은 오는 2035년부터 휘발유나 디젤유를 쓰는 내연기관차량 판매를 전면 금지한다. 다만, 이퓨얼(E-Fuel) 연료는 예외다. 한국기계연구원은 히트펌프연구센터 김영 책임연구원 연구팀이 이퓨얼 연료를 생산하는 마이크로채널 반응기를 국내 처음 개발했다고 23일 밝혔다. 이퓨얼은 재생전력으로 생산한 그린수소와 공기중에서 포집한 이산화탄소를 결합해 생산한 청정 연료를 말한다. 또 마이크로채널 반응기는 화학 반응을 시켜 청정 연료를 얻는 고효율 시스템이다. 기존에는 연료 합성 과정에서 발열이 심한 경우 슬러리 반응기나 유동층 반응기 등을 사용했다. 그러나 이 반응기는 연료를 대규모 생산하는데는 유리하지만, 분산형 재생발전소에서 잉여전력으로 생산하는 수소의 양처럼 소량 생산에는 경제성과 효율이 크게 낮아진다. 특히, 반응기 크기도 가로, 세로 1~2m정도로 작은 사무실 절반을 차지하는 규모가 기본이어서 소형화 요구가 제기돼 왔다. 연구팀은 이에 작지만, 효율이 좋은 마이크로채널 반응기를 개발했다. 사이즈는 가로 20㎝, 세로 10㎝ 크기로 확 줄였다. 그럼에도 처리가 가능한 기체 유량은 기존 대비 3배 이상 늘렸다. 반응에 필요한 촉매 소요량도 기존 대비 70%이상 줄여 경제성을 크게 높였다. 연구 책임자인 김영 책임연구원은 "크기가 작고, 효율도 좋은 마이크로채널 반응기를 개발한 것"이라며 "연료 합성 반응에서 합성가스의 연료 전환율도 93%가 넘는 것을 확인했다"고 설명했다. 이 반응기는 또 고온고압에서도 안전하고, 발열 제거가 쉬워 온도 설정도 유연하다는 것이 연구팀의 설명이다. 김 연구원은 "이 반응기에서 생산한 연료의 세탄지수가 55.7로 국내 차량용 디젤의 세탄가 품질기준인 52를 만족한다"고 덧붙였다. 국내정유업체에서 판매하는 디젤의 세탄가는 보통 54~57 수준이다. 세탄가는 디젤 엔진에서 연료가 얼마나 쉽게 발화되는지를 측정하는 지표다. 세탄지수가 높을수록 연료가 엔진에서 더 빨리, 더 쉽게 발화된다. 김 책임연구원은 "추후, 컨테이너 크기의 고효율 이퓨얼 생산공정을 개발하면, 이퓨얼 연료를 사용할 수 있는 친환경 주유소의 가능성이 열릴 것"으로 기대했다.

2024.05.23 17:24박희범

에너지연, 이산화탄소를 먹이로 경제적인 항암 치료 물질 만드는 공정 개발

지구 온난화의 주범 이산화탄소(CO₂)를 항암 치료 물질로 전환하는 혁신적인 고효율 공정이 개발됐다. 한국에너지기술연구원은 광주친환경에너지연구센터 이수연 박사 연구팀이 이산화탄소를 항산화· 항암 효과를 지닌 카로티노이드로 전환하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 카로티노이드는 40개의 탄소 원자로 구성된 탄화수소 화합물이다. 프로비타민 A로 전환되거나 항산화, 항염, 항암 등의 효능을 가진 생리활성물질이다. 통상 미생물전기합성 반응기의 음극 전해액에 이산화탄소를 주입시키면 미생물(Rhodobacter sphaeroides, 로도박터 스페로이드)이 바이오활성소재인 카로티노이드를 생산하게 된다. 그러나 이 방법은 문제가 있다. 미생물이 성장하기 위해서는 상온, 상압 환경이 필요한데, 이 환경에서는 이산화탄소가 잘 녹지 않는 다는 점이다. 미생물 양분 부족 현상이 발생한다. 이산화탄소의 카로티노이드로의 전환 효율도 한 자릿수로 뚝 떨어진다. 연구책임자인 이수연 박사는 "전해액에 이산화탄소를 어떻게 녹일지를 고민했다"며 "이산화탄소 흡수제인 모노에탄올아민(Monoethanolamine, C2H7NO)을 이용한 결과전환 물질의 생산 효율을 10%로 확보하는 등 경제적인 수준까지 끌어 올렸다"고 말했다. 연구팀은 전환 물질의 범위도 넓혔다. 기존의 미생물전기합성 기술이 낮은 이산화탄소 농도로 인해 부탄올, 에탄올 등 낮은 탄소수(3~4개 정도)를 지닌 물질을 주로 생산한다. 이수연 박사는 "카로티노이드는 세포의 노화를 억제하는 효능으로 화장품, 보충제 등에도 활용된다"며 "'플랫폼 케미컬(다목적 화학물질)' 기술로 온실가스 감축과 재활용을 통한 탄소중립 달성에 기여할 것”으로 기대했다. 이 박사는 또 "특허등록도 마쳐 원천기술도 확보했다"며 "상품 균주를 개량하기 위해 라이코펜이나 배타카로틴으로 전환하는 공정을 현재 개발 중"이라고 덧붙였다. 연구결과는 유럽화학회가 발행하는 화학분야 국제 학술지 '켐서스켐(ChemSusChem, IF 8.4)'에 게재됐다.

2024.05.22 15:16박희범

샌디왕 대만 포모사 회장 "ESG는 보석 줍는 것"

"ESG는 돈을 버리는 것이 아니라, 보석을 줍는 것이다. 궁극적으로 인간의 건강한 삶을 유지하는 모토를 갖고 있기 때문이다." 샌디왕 포모사 플라스틱 그룹 회장은 지난 13일 KAIST 행정동 본관에서 가진 기자간담회에서 "ESG는 원가나 이윤을 계산할 사안이 아니다"라며 이같이 말했다. ESG(Environmental, Social and Corporate Governance)는 환경·사회·지배구조를 뜻한다. 최근 기업에 도입돼 지속 가능성과 사회적 영향 등을 측정하는 요소로 쓰인다. 포모사 그룹도 ESG와 일맥상통하는 창업주 고 왕융칭 회장의 기업 사회 공헌과 환경, 지속가능 경영 철학을 이어받아 실천하고 있다. "ESG는 인간의 건강한 삶을 유지하는 무형의 가치" 샌디왕 회장은 "ESG가 기업 경영에 도움이 안된다고 생각하는 사람도 있지만, 이는 이윤보고 할 일이 아니다"며 "포모사 그룹은 그동안 이산화탄소 배출량을 3분의 1 줄였다"고 설명했다. "눈에 보이든, 눈에 보이지 않든 '돈'으로 보면 ESG는 손실입니다. 하지만, 저는 그리 생각하지 않습니다. ESG는 사회 책임 문제이고, 인간의 건강한 삶을 유지하는 무형의 가치입니다." 샌디왕 회장은 PET병 생산과 재생을 예로 들었다. 재활용 원료가 원재료보다 더 비쌀 수 있지만, 이는 환경을 지켜 인간의 건강을 도모하는 일이기에 달리 봐야 한다는 시각이다. 샌디왕 회장은 이산화탄소 절감이 ESG 실천이고, 물 한 방울도 12회 이상 다시 쓰는 정제 과정도 그 자체가 보이지 않는 ESG라고 강조했다. 샌디왕 회장은 "에너지 측면에서 쌀 때 사서 모아두고, 비쌀 때 꺼내 쓰는 일도 ESG의 과정"이라며 "인간의 건강한 삶을 유지하고, 돈도 절약하고, 환경도 보호하는 일석 삼조의 가치에 기업이 포기할 수 없는 사회적 공헌의 가치까지 내재해 있다"고 덧붙였다. "1+1은 2지만 마음 합쳐지면 결과물 셀 수 없이 커질 것" KAIST와의 협력에 대해선 "첫 단추를 잘 끼워 좋은 시작이 이루어지면 일의 반은 성공한 것"이라며 "1+1이 2지만, 마음과 마음을 합치면 셀 수 없이 커진다. 이를 바탕으로 사회에 공헌하는 기업이 되는 것이 목표"라고 말했다. 포모사 그룹은 명지과학기술대학, 장경대, 장경기념병원 등의 데이터와 KAIST 줄기세포 및 유전자편집기술에 대한 협력 방안을 모색 중이다.샌디왕 회장은 "KAIST는 전 세계 20위권에 있는 교수와 학생, 의학대학원 등의 역량을 보유했고, 포모사 그룹은 명지과학기술대학, 장경대, 장경기념병원 등이 있다"며 "서로 장단점이 있기에 합작을 통해 시너지를 낼 수 있을 것"으로 기대했다. "장경기념병원은 1만1천 병상을 보유한 아시아 최고 병원입니다. KAIST가 필요로 하는 줄기세포 임상 지원 등이 가능할 것입니다." "첨단 배터리, 유전자 편집 관심...상호 협력 바라" 배터리 기술에도 관심을 드러냈다. 샌디왕 회장은 "지난 달 포모사 첨단 LFP전지셀 모듈 생산기지를 완공했다"며 "ESS(D에너지저장장치)용 리튬인산철 배터리를 생산 중인데, KAIST의 리튬삼원계 등 첨단 배터리 기술과 접목할 여지도 크다"고 말했다. "지금은 서로를 이해하는 과정입니다. 서로를 알아야 무엇을 할 것인지 찾을 수 있습니다. 그래서 KAIST를 방문한 것입니다. 한발 더 나아가 합작하는데 더 다가 가자는 의미입니다. 어떤 지원이 필요한지 알아야 협력을 실천할 수 있습니다." 샌디왕 회장은 "일이 진행되기 위해서는 3요소가 필요하다"며 "학문적 연구, 임상 필요, 인재육성"이라고 말했다. "KAIST 교수들과 학생들이 대만을 방문해 연구를 함께 하기로 했습니다. 또 대만의 교수들과 학생들이 KAIST를 방문할 것입니다. 이번 겸직교수 교환을 계기로 양국의 연구 교류가 더욱 활성화되기를 기대합니다." 포모사 그룹과 KAIST는 향후 부총장, 부회장급 TFT를 조만간 구성한다. 3개월 협의를 거쳐 구체적인 실천 방안을 마련할 계획이다. 일단은 ESS쪽으로 우선 협력을 검토할 계획이다. 샌디왕 회장은 이날 오전 KAIST '매세월 서연' 무대에 섰다. '매세월 서연'은 KAIST 학과장 이상 보직교수들의 인문사회적 소양 및 리더십 강화를 목적으로 만든 강연이다. "강연에선 왕융칭 창업주의 청빈한 삶과 기업 정신 강조" 이 무대에서 샌디왕 회장의 부친이자 창업주인 고 왕융칭(1917~2008) 회장의 가난했던 삶 등 일대기를 설명하며 기업가 정신과 기업의 사회적 책임에 대해 강연했다. 샌디왕 회장은 이 강연에서 봉헌사회(奉獻社會), 영속경영(永續經營), 지어지선(至於至善), 근로박실(勤勞樸實) 등을 강조했다. 이는 포모사 창업주인 고 왕융칭 회장의 경영철학으로 사회 공헌과 지속 경영, 완벽한 상태에 도달할 때까지 멈추지 않음, 근면 소박한 삶 영위를 각각 의미한다. 고 왕융칭 회장은 대만에서 경영의 신으로 불렸던 인물이다. 가난한 농부의 8남매 중 장남으로 태어나 평생 청빈한 삶을 살았다. 비누 한 조각 허투루 버리지 않았고, 화장지 조각도 반으로 나눠 썼던 일화는 지금도 회자되고 있다. 2008년엔 전 재산 9조원을 사회에 환원하라는 유언을 남겼다.

2024.05.14 13:57박희범

CO₂ 먹는 콘크리트 국내 첫 개발

이산화탄소(CO₂)를 흡수, 저장할 수 있는 콘크리트가 국내 처음 개발됐다. 한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 지구온난화의 원인 중 하나인 CO₂를 콘크리트 내부에 효과적으로 저장할 수 있는 '탄소먹는 콘크리트(CEC, Carbon Eating Concrete)'를 국내 처음 개발했다고 28일 밝혔다. 콘크리트 생산량은 전세계적으로 연간 300억 톤 가량된다. 콘크리트 생산 과정에서 발생하는 CO₂ 양도 엄청나다. 매년 전세계에서 배출되는 온실가스의 5% 정도로 추산한다. 네이처 커뮤니케이션즈 저널(2021년)은 CCU(이산화탄소 포집·활용) 콘크리트가 이론적으로 2050년까지 0.1~1.4 Gt(기가 톤) 정도를 저장할 수 있을 것으로 전망했다. 연구팀은 "시멘트에 물을 섞어 굳히는 작업을 하게 되는데, 우리는 물대신 나노 크기의 거품수, 나노버블수를 만들어 콘크리트를 양생했다"고 설명했다. 나노버블수는 일반 대기압 조건에서 CO₂가 고농도로 용해된 물을 말한다. 연구진은 첨단 분석 기술(라만 분광법)을 이용해 나노버블수 내 CO₂가 콘크리트와 화학적으로 반응한다는 것을 확인했다. 연구팀은 고농도의 CO₂가 콘크리트 내부 물질과 반응하도록 유도했다. 이때 CO₂가 강도 증진 물질의 일종인 탄산염 광물로 전환되면서 영구 저장된다. 연구팀은 "CCU 콘크리트가 단순히 CO₂ 저장소로만 활용하는 것이 아니다"라며 "콘크리트 성능 향상과 이에 따른 시멘트 사용량도 줄일 수 있다"고 말했다. 연구팀은 "콘크리트 1㎥ 당 CO₂ 1.0~1.8kg을 저장한다. 이는 이 분야 선도기업인 캐나다 카본큐어의 저장 용량과 유사 수준"이라고 설명했다. 건설연 김병석 원장은 “국내 레미콘 시장에서 연간 50만 톤 이상의 CO₂를 감축하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 예산은 과학기술정보통신부와 한국건설기술연구원의 주요사업인 '친환경 Carbon Eating Concrete(CEC) 제조 및 활용 기술 개발 (2022~2024)'과제에서 받았다.

2024.04.28 16:18박희범

온난화 해결될까…KAIST, CO₂ 간단히 분리 "양산성 확보했다"

온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 선택적으로 분리할 수 있는 고효율 멤브레인(분리막) 제조 기술이 개발됐다. 양산 가능한 수준이어서 학계 뿐 아니라 업계의 관심을 끌었다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 배태현 교수 연구팀이 고분자 분리막의 구조와 화학적 특성을 전략적으로 제어하는 방법으로 이산화탄소를 분리, 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 분자체 분리막은 2~3단계 절차로 제조가 가능하다. 분리막 공정을 빼면 1단계로 제조할 수 있다. 비용도 정확하게 산출하지는 않았지만, 기존대비 10분의 1도 안든다는 것이 연구진의 설명이다. 멤브레인(분리막)은 목표 물질을 선택적으로 투과시키는 박막이다. 저에너지 분리 기술로 주목받아 왔다. 문제는 기존의 고분자 분리막이 치밀한 구조 때문에 활용성이 좋지 않다는 점이다. 이 때문에 세계 각국 연구진들이 일정한 미세 기공을 갖는 소재를 분리막으로 활용해 기체의 투과 선택성을 높이려는 연구를 꾸준히 진행해 왔다. 그러나 이 같은 기존 방식으로 제조한 분자체 분리막은 제조 과정이 복잡한데다 막의 탄소 강도가 부족해 실제 공정에 적용하거나 양산이 어렵다. 이번에 KAIST 연구팀이 개발한 분리막은 고성능이면서도 쉽게 부서지는 탄소 분자체 분리막과는 달리 고분자 분리막에 준하는 기계·화학적 안정성이 높고 유연성을 지녔다는 평가다. 또한 제조 공정이 2~3단계로 간단해 대량생산이나 상업화도 가능하다.논문 제1 저자로 참여한 KAIST 생명공학과 이홍주 박사과정 연구원은 "현재까지 개발된 탄소 분자체 분리막 중 성능이 우수한 분리막들에 버금가는 이산화탄소 분리 성능을 보인다"며 "분리 공정에 따라서 맞춤형으로 튜닝이 가능한 범용성 기술"이라고 설명했다. 배태현 생명공학과 교수는 "이번 연구 결과는 분자체 분리막 개념에 혁신적인 패러다임의 전환을 이끌었다"며 "고분자 분리막이나 탄소 분자체 분리막을 적용하고자 했던 여러 화학 산업에 활용 가능한 대안이 될 것으로 기대한다ˮ 라고 말했다. 이 연구는 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 4월 12일자 온라인판에 게재됐다. 예산은 한국연구재단 중견 연구자 지원사업 및 선도 연구센터의 분산형 저탄소 수소생산 사업과 사우디아람코-KAIST CO2 매니지먼트 센터의 지원을 받았다..

2024.04.22 09:23박희범

KAIST "조만간 음식물쓰레기로 만든 맛있는 식사"

식량난 해결을 위해 미래에는 이산화탄소에서 분리한 포름산(개미산)이나 음식물 쓰레기 등으로 맛있는 미생물 식품을 만드는 연구가 진행 될 것이라는 주장이 제기됐다. KAIST(총장 이광형)는 생물공정연구센터 최경록 연구교수팀과 생명화학공학과 이상엽 특훈교수가 지속 가능한 원료로부터 미생물 식품을 생산하는 연구 전략을 네이처 미생물학지 4월 9일자 온라인에 게재했다고 12일 밝혔다. 최근 인구 증가와 이산화탄소 배출 증가에 따른 기후 변화 등으로 전세계 식량난이 가중되면서 영양이 풍부한 미생물 식품이 주목받고 있다. 연구팀은 미생물 식품이 이산화탄소 제거와 식량난을 동시에 해결하는 열쇠가 될 수 있다는 점에 착안했다. 문제는 어떤 물질로 미래의 미생물 식품을 만드느냐는 것. 연구팀이 향후 유망할 것으로 꼽은 미생물 식품 원료는 ▲이산화탄소에서 전기 화학적인 방법으로 추출한 개미산이나 ▲산업용 또는 가정폐기물 플라스틱 ▲음식물 쓰레기 등이다. 연구팀은 또 ▲발효식품 ▲글루탐산나트륨 ▲아미노산류 ▲식품용 단백질·효소 ▲풍미 화합물 ▲색소 ▲생리활성 물질 ▲단세포 단백질 등이 미생물 식품 원료가 될 것으로 내다봤다. 제2 저자인 정석영 연구원(박사과정)은 “미래 미생물 식품은 환경에 대한 의무감으로만 소비되는 제한적인 식품이 아니다"며 "영양과 맛까지 갖춰 소비자들의 선택을 받는 완전식품이 될 것”이라고 말했다. 제1 저자인 최경록 연구교수는 “지속 가능한 원료로부터 생산된 미생물 식품은 머지않아 우리 식탁에서 흔하게 접하게 될 것”이라고 덧붙였다. 이상엽 특훈교수는 “우리 자신은 물론 후손들을 위한 지속 가능한 사회를 만들어 나가기 위해 보다 다양한 미생물 식품이 개발되고 대중화될 수 있도록 산·학은 물론 민·관이 더욱 긴밀하게 협력해야 할 때”라고 밝혔다.

2024.04.12 15:51박희범

남부발전, 양봉농가 위해 꿀샘나무숲 조성…연간 80톤 CO2 탄소저감

한국남부발전(대표 이승우)은 꿀벌 집단폐사와 꿀벌 수확량 급감으로 어려움에 빠진 양봉농가들을 위해 꿀샘나무숲을 조성한다. 남부발전은 하동군 북천면 방화리 숲 조성부지에서 하동빛드림본부 직원과 하동군, 한국 양봉협회(회장 박근호), 국제구호개발 NGO 굿피플(회장 김천수) 등 약 80명이 참석한 가운데 꿀샘나무숲 조성을 위한 식목 봉사활동을 실시했다고 9일 밝혔다. 이번 사업은 남부발전과 굿피플, 한국 양봉협회 등이 협업해 꿀벌 생태계 붕괴로 어려움에 빠진 양봉농가를 돕기 위해 기획했다. 남부발전은 발전소 지역 가운데 양봉농가가 많은 하동·안동을 대상으로 3천평씩, 총 6천평의 꿀샘나무 생태계를 조성해 벌꿀 수확량이 높은 아까시나무·쉬나무·밤나무 등을 총 1만 그루 식재할 예정이다. 남부발전은 꿀샘나무숲 2곳을 조성해 연간 약 80톤의 이산화탄소 저감효과를 기대하고 있다. 이승우 남부발전 사장은 “기후변화를 이기는 탄소중립 환경조성과 건강한 꿀벌 생태계 조성의 중요성이 더욱 커지는 만큼, 꿀샘나무숲 조성을 통해 청정환경 조성과 주민 어려움을 해소하는 데 조금이나마 도울 수 있어서 기쁘고 보람차다”고 밝혔다. 남부발전은 꿀샘나무숲 외에도 하동군 금남면 발전소 내부와 인근 지역에 약 2만8천 그루를 식재해 기후변화대응숲·정원을 조성 중이다. 또 매년 사용하지 않은 생활용품의 장애인 직원 판매 사업장 기증, 현수막 등 폐자원을 활용한 업사이클링 활동 등 탄소중립 실천을 위한 사회공헌 활동을 전개 중이다.

2024.04.09 08:42주문정

자생미생물로 선박 배출 이산화탄소를 줄인다

환경부 소속 국립생물자원관은 선박 건조 기업 삼우티이에스(대표 안건표)와 28일 국내 생물자원을 활용해 선박에서 배출되는 이산화탄소를 알코올로 전환하는 기술 개발 업무협약을 체결한다고 27일 밝혔다. 업무협약은 국립생물자원관이 지난해에 발견한 자생미생물 '스포로무사 스패로이데스'를 활용해 이산화탄소를 알코올로 만드는 생물학적 탄소 전환 기술을 실현하기 위해 마련됐다. 자생미생물은 액화시킨 이산화탄소를 탄소원으로 삼아 분해한 뒤에 아세트산을 만들고 이를 환원해 알코올로 전환한다. 두 기관 연구진은 선박 엔진·정화조 등에서 배출되는 기체 상태의 이산화탄소를 포집해 스포로무사 스패로이데스의 배양 시설에 주입하고 알코올로 전환하는 실증실험을 올해 안에 진행할 계획이다. 삼우티이에스는 부산시 사하구에 이산화탄소 전환 시험시설을 제공한다. 두 기관은 ▲생물학적 탄소 전환 기술을 활용한 이산화탄소 자원화 방안 연구 ▲기술 구현과 검증을 위한 시험 규모의 공정 설비 구축·운영 ▲선박 분야 탄소 전환 기술 개발 및 사업화 등을 위해 협력하기로 했다. 한편, 국제해사기구(IMO)는 2023년부터 국제에너지효율증서(IEEC) 발급 기준을 충족하지 못한 선박에 에너지 절감 장치 설치를 강제하고 있다. 서민환 국립생물자원관장은 “국제사회가 요구하는 탄소중립을 달성하기 위해 생물학적 탄소 전환 기술의 핵심이 되는 국내 자생미생물의 확보와 친환경 기술 발굴에 집중할 계획”이라며 “앞으로도 국가 온실가스 감축목표 달성과 녹색 신산업 육성에 기여하기 위한 민관 협력을 강화하겠다”고 밝혔다.

2024.03.27 17:32주문정

화학연, 탄소중립화학공정실증센터 개소

한국화학연구원(원장 이영국)은 전남 여수국가산단 삼동지구에 친환경 화학공정 기술 상용화를 위한 '탄소중립화학공정실증센터'를 개소했다고 7일 밝혔다. 화학연은 이번에 구축한 시설을 통해 ▲탄소중립형 화학공정 신기술 개발 ▲산업체의 석유화학 신규제품 R&D 실증화 지원 ▲화학분석 기술지원 등을 수행할 예정이다. 현재 국내 석유화학산업은 최대 수출국인 중국의 영향 등으로 어려움을 겪고 있다. 미-중 무역분쟁을 시작으로 중국 경제 성장이 둔화된 반면, 2020년부터 중국 내 석유화학 생산 시설은 지속 확대되어 자급률이 높아졌다. 이로 인해 중국으로의 수출 수요는 줄어들고, 글로벌 석유화학 시장의 공급 과잉으로 수출 단가가 하락했다. 또한 각국의 저탄소 정책 추진에 대응하기 위해서는 탄소저감 기술 확보가 시급한 형편이다. 화학연은 탄소중립형 석유화학 공정 개발에 필요한 촉매 및 분리 소재를 실증 규모로 생산 가능한 연구시설을 구축함에 따라 실질적인 산업계 지원이 가능한 기반을 갖추게 됐다. 탄소중립화학공정실증센터는 2차에 걸쳐 구축된다. 이번에 구축한 시설은 1차에 해당하는 '석유화학산업 고도화를 위한 촉매 실증 설비(석유화학 촉매공정 실증지원동)'이다. 화학연은 실증 규모의 촉매·분리 소재 제조 테스트베드 및 시험·분석·평가 인프라의 구축 필요성에 따라 2021년부터 2023년까지 총 226.4억원(국비 59억원, 지자체 164억원, 기관부담 현물 3.4억원)을 투입해 구축했다. 9천850㎡(2천985평)의 부지 면적에 '실증실험동'과 '연구지원동'의 2개 건물 연면적 2천502㎡(758평) 규모로 완공했다. 2차 시설은 이산화탄소 전환 기술 실증을 위한 'CCU 실증센터'로서 '탄소포집활용(CCU) 실증지원센터 구축 사업' (2022~2026년, 총 283.7억원)으로 현재 건축 중이다. 올해 말 완공할 예정이다. 이번에 구축한 실증실험동 내부에는 석유화학 원재료 합성 용도의 슬러리 혼합기· 진공건조기, 소재 제조 용도의 반죽기·압출기, 대규모 소재 합성 용도의 상압합성장비·유동층 반응설비와 시험분석 용도의 각종 분석 장비, 유틸리티 등 총 24종의 장비를 갖췄다. 미션은 온실가스 문제 해결에 도움이 되는 '석유화학 부생가스 활용 화합물 전환 기술', 플라스틱 자원순환 문제를 해결할 수 있는 '플라스틱 업사이클링 기술' 등을 주로 연구한다. 화학연 이영국 원장은 “탄소중립화학공정실증센터가 전남 여수 지역 석유화학 기업과 협업해 탄소중립 화학공정 기술 상용화에 기여하는 거점이 될 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 시설 구축은 산업통상자원부 산업혁신기반구축사업과 전라남도, 여수시의 지원으로 수행됐다.

2024.03.07 04:26박희범

기후위기 주범 탄소로 나노섬유 만든다···탄소 활용+저장 일석이조

기후위기의 주범 이산화탄소(CO₂)를 탄소나노섬유로 전환하는 기술이 개발됐다. 이산화탄소를 실제 산업에서 다양한 용도로 쓰이는 탄소나노섬유 형태로 오랜 기간 저장함으로써 탄소 중립을 앞당길 수 있으리란 기대다. 미국 에너지부(DoE) 브루크헤이븐연구소와 컬럼비아대학 공동 연구진의 이 성과는 학술지 '네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)'에 최근 실렸다. 이산화탄소를 포집해 땅 속에 저장하거나 산업적으로 유용한 다른 소재의 원료로 사용하는 탄소포집·활용·저장(CCUS)은 기후변화를 일으키는 탄소 배출을 막을 주요 기술로 주목받는다. 하지만 탄소 저장엔 유출 위험이 따른다. 탄소를 다른 분야에 활용할 수 있는 소재로 만들려면 많은 추가 에너지가 투입되어야 한다. 탄소 기반으로 만들어진 제품이 곧바로 활용되면서 다시 대기에 탄소를 돌려보내는 결과를 낳기도 한다. 반면 이번에 개발된 기술은 상대적으로 낮은 400℃의 온도로 상압 환경에서 작업 가능하고, 오랜 기간 쓰이는 탄소나노튜브나 나노섬유 소재로 전환되어 대기에 다시 배출되기까지 기간을 연장할 수 있다. 또 공정 부산물로 차세대 에너지로 주목받는 수소도 나온다. 연구진은 이산화탄소를 탄소나노섬유로 전환하는 과정을 두 단계로 나누고 각 단계에 다른 공정과 촉매를 적용하는 방식을 택했다. 일산화탄소(CO)가 이산화탄소에 비해 탄소나노섬유로 전환하기 쉽다는 점에 착안, 우선 이산화탄소를 효율적으로 일산화탄소로 바꾸는 방법을 찾았다. 전류가 흐르면 화학 반응을 유도하는 팔라듐 전기촉매를 이용해 이산화탄소와 물(H₂O)을 일산화탄소와 수소로 분리했다. 이어 철과 코발트 합금으로 열촉매를 만들어 일산화탄소에서 탄소나노섬유를 얻었다. 1천℃ 이상의 고온 환경에서 작업해야 하는 기존 공정과 달리 400℃의 낮은 온도에서 작업 가능하다. 코발트를 약간 첨가하면 탄소 나노섬유 수율이 높아진다는 점도 확인했다. 연구진은 밀도함수이론(DFT) 기반 연산 등 컴퓨팅 모델과 X선 촬영, 투과전자현미경(TEM) 등을 통해 물질의 변화 과정도 규명했다. 사용한 금속촉매를 추출하는 방법도 찾아 재활용 길을 열었다. 진광 첸 컬럼비아대학 화학공학과 교수는 "이산화탄소에서 탄소나노섬유를 얻는 공정을 2단계로 분리함으로써 유용한 물질을 효율적으로 만들어냈다"라며 "이 공정을 모두 신재생에너지로 진행할 수 있게 되면 탄소 저감의 새로운 가능성이 열릴 것"이라고 말했다. 논문 제목은 CO₂ fixation into carbon nanofibres using electrochemical–thermochemical tandem catalysis 이다.

2024.01.15 13:33한세희

CCUS법 국회 본회의 통과...'이산화탄소 포집 ·수송 산업 기반 마련'

산업통상자원부가 '이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용에 관한 법률'(CCUS법) 제정안이 9일 국회 본회의를 통과했다고 밝혔다. CCUS법은 기후위기 대응과 CCUS 산업육성에 필요한 법제적 기반을 마련하기 위해 발의됐다. 미국·EU 등 주요 선진국은 이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용 기술을 탄소중립 실현의 핵심수단으로 인식하고 있다. 신산업으로 육성하기 위해 관련 법률을 제정해 운영하고 있다. 그러나 우리나라는 CCUS 관련 규정이 40여개의 개별법에 산재돼 있어 통합법 제정의 필요성이 제기돼 왔다. CCUS법은 저장후보지 선정·공표, 저장사업 허가 등 온실가스 감축에 필수적인 이산화탄소 저장소 확보와 운영에 관한 프로세스를 체계적으로 규정하고 있다, 또한 CCUS 산업의 성장기반 조성을 위해 이산화탄소 공급특례, 전문기업 확인, 기술 인증 등을 규정하고 기업의 R&D, 창업, 신산업 발굴 지원 등을 목적으로 하는 다양한 규정도 담고 있다. 더불어 관련기술개발 및 산업활성화를 위해 필요한 전문인력 양성, 국제협력 및 기술표준화 등의 근거도 마련하게 됐다. 최연우 에너지정책관은 “CCUS법 제정으로 탄소중립에 기여하고 CCUS 관련 기술개발 및 산업육성을 위한 행정·재정적 지원 근거를 마련하게 되었다”고 평가하며 법 시행에 맞춰 하위 법령을 차질없이 마련하겠다고 밝혔다.

2024.01.09 17:23이한얼

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