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'이산화탄소'통합검색 결과 입니다. (27건)

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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