직접 공기 포집(DAC) 기술 종류, 원리

지구촌은 지구 온난화가 빠르게 진행됨에 따라 급변하는 기후로 많은 피해를 입고 있습니다. 녹색 지구를 보존하기 위해 세계 각국은 탄소 중립 정책을 공표하고 목표달성을 위해 갖은 노력을 하고 있습니다. 탄소중립 달성을 위해서는 탄소포집기술이 중요하며, 그중 대기 중의 공기를 직접적으로 빨아들여 이산화탄소만 포집하는 직접 공기 포집(Direct Air Capture, DAC) 기술이 있습니다.

 

직접 공기 포집 기술 종류
직접 공기 포집 원리

 

 

 

직접 공기 포집 기술 종류

2022년 4월 IEA(국제 에너지 기구, International Energy Agency)는 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 직접공기포집 기술이 핵심이라는 보고서를 발표하였습니다. 이 기술은 대기 중의 공기를 대형 팬을 이용하여 빨아들이고 그중 이산화탄소만 포집하는 방법으로 필터를 이용한 필터 흡착 방식과 화학적 원리를 이용해 이산화탄소만 포집하는 방식이 있습니다.

• 필터 흡착 방식 : 대기 중 이산화탄소 이외에 물질은 방출하고 이산화탄소만 흡착하여 포집하는 필터를 이용하는 방식
• 화학적 흡착 방식 : 수산화칼륨 같은 화학 용액을 이용하여 대기 중 이산화탄소만 화학적 분리를 통해 포집하는 방식

결국, 대형팬을 이용하여 대기 중의 공기를 빨아들이는 과정은 동일하며 이산화탄소를 포집하는 방식에 있어서 고체를 이용한 방식(S-DAC, Solid DAC)과 액체를 이용한 방식(L-DAC, Liquid DAC)으로 나뉩니다.

• S-DAC : 일정 온도와 압력을 갖는 환경에서 고체 흡수제가 이산화탄소를 흡착하고 진공상태의 약 100도씨 정도의 환경에서 이산화탄소만 방출하여 포집합니다.
• L-DAC : 대기 중 포집된 공기를 수산화칼륨 등의 액체에 흐르게 함으로써 이산화탄소를 포집하고 약  300~900도씨에서 이산화탄소만 방출하여 포집합니다. 

 

 

 

직접 공기 포집 원리

대기 중의 이산화탄소를 직접 흡착 또는 포집하여 농축 이산화탄소를 생산하여 음료, 합성유, 건자재 등의 원료로 활용 가능합니다. 각 회사들의 포집 기술 개념은 대부분 동일하지만 필터를 사용함에 있어서 맴브레인, 펠릿 반응기 등을 적용하기 때문에 핵심기술은 다르게 적용되고 있습니다. 

1. 대형팬으로 공기를 빨아들이고 수산화칼륨에 접촉시킴으로써 이산화탄소(CO2) 분자와 수산화칼륨(KOH)이 결합되어 공기 중의 이산화탄소가 제거됩니다. 
2. 제거된 이산화탄소는 탄산염으로 가두고 이렇게 가둬진 이산화탄소를 화학공정을 거쳐 연속적인 압축과정을 거칩니다.
3. 이렇게 만들어진 농도가 짙은 이산화탄소는 영구적으로 저장될 수도 있고, 필요한 산업 공정의 원료로 사용됩니다.