대기 중 이산화탄소를 효율적으로 포집하는 새로운 방법 개발

• 헬싱키대학교 화학과 연구진이 초염기(superbase)-알코올 화합물을 이용한 새로운 이산화탄소 포집 기술을 개발
• 이 화합물 1g은 156mg의 CO₂를 직접 흡수하며, 질소·산소 등 다른 대기 성분과는 반응하지 않음
• 포집된 CO₂는 70°C에서 30분 가열만으로 방출되어 재활용 가능하며, 기존 기술의 900°C 이상 열처리보다 에너지 효율이 높음
• 화합물은 무독성·저비용이며, 50회 재사용 후에도 75%의 성능을 유지, 100회 후에는 50% 유지
• 연구진은 이 화합물을 실증 규모의 파일럿 플랜트에서 테스트할 예정으로, 실리카나 그래핀 산화물과 결합한 고체형 버전 개발을 추진 중

새로운 이산화탄소 포집 화합물의 개발

• 헬싱키대학교 화학과에서 대기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 새로운 화합물을 개발
  • 화합물은 초염기(superbase) 와 알코올의 결합체로 구성
  • 1g의 화합물이 156mg의 CO₂를 흡수하며, 질소·산소 등 다른 대기 가스와는 반응하지 않음
• 기존 포집 기술보다 흡수 용량이 우수하며, 비처리 공기(untreated ambient air) 에서도 효과적

CO₂ 방출 및 재활용 효율

• 포집된 CO₂는 70°C에서 30분 가열로 쉽게 방출 가능
  • 방출된 CO₂는 순수 형태로 회수되어 재활용 가능
  • 기존 화합물은 900°C 이상의 고온이 필요했으나, 이번 화합물은 저온에서 재생 가능
• 화합물은 반복 사용 가능하며, 50회 사용 후 75% , 100회 후 50% 의 흡수 능력을 유지

화합물의 구성과 특성

• 연구진은 다양한 염기를 실험해 가장 적합한 조합을 탐색
  • 최종적으로 1,5,7-triazabicyclo[4.3.0]non-6-ene (TBN) 을 벤질알코올과 결합해 최적의 화합물을 도출
• 화합물은 무독성이며, 구성 성분 모두 저비용 생산 가능
• 실험은 약 1년 이상 진행되어 최적의 조합을 도출

산업 규모 적용 계획

• 연구진은 화합물을 그램 단위 실험에서 산업 규모 파일럿 플랜트로 확장할 계획
  • 이를 위해 액체 화합물을 고체 형태로 변환해야 함
  • 실리카(silica) 나 그래핀 산화물(graphene oxide) 에 결합시켜 CO₂와의 상호작용을 강화할 예정

연구의 의의

• 이번 기술은 저온·저비용·무독성의 특성을 갖춘 지속 가능한 탄소 포집 솔루션으로 평가
• 향후 산업적 응용 가능성을 검증하기 위한 실증 실험이 진행될 예정
• 연구는 Zahra Eshaghi Gorji 박사후연구원이 주도했으며, 헬싱키대학교의 혁신 연구 성과로 발표됨