이산화탄소를 저장할 수 있는 분말로 전환 성공

 

메사추세츠(MIT)의 과학자 팀이 세계에서 가장 위협적인 지구 온난화 배출물 중 하나인 이산화탄소를 전기로 전환할 수 있는 무해한 가루 연료로 전환하는 프로세스를 개발했다.

 

이 획기적인 발전은 CO2를 저렴하고 깨끗한 연료로 바꾸려는 거의 100년에 걸친 노력의 결과다. 메사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들은 CO2를 촉매제에 노출시킨 후 전기분해하여 가스를 포름산칼륨 혹은 포름산나트륨이라는 분말로 전환시키는데 성공했으며 이 분말은 수십 년 동안 안전하게 보관할 수 있다.

 

MIT 박사과정의 학생인 쉔 장, 지추 렌 그리고 알렉산더 H. 퀸, 하버드 대학 박사과정의 학생인 다웨이 시, 그리고 MIT 교수인 주 리가 개발한 이 새로운 과정은 이번 주 Cell Reports Physical Science지에 공개된 논문에 기술되어 있다. 포획과 전기화학적으로 기체를 고체 포름산염 분말로 전환시키는 것을 포함한 이 모든 과정이 소규모 실험실 규모로 입증되었다. 연구원들은 이것이 확장성이 있어서 개별 가정에 배기가스가 없는 열과 전력을 공급하고 심지어 산업이나 그리드 규모의 응용에 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

이산화탄소를 연료로 전환하기 위한 그 밖의 접근법들은 보통 두 단계의 과정을 수반한다고 리 교수는 설명한다. 먼저 가스를 화학적으로 포집하여 탄산칼슘과 같은 고체 형태로 만들고, 그 다음에 그 물질을 가열하여 이산화탄소를 뽑아내고 일산화탄소와 같은 연료 공급원료로 전환시키는 것이다. 이 두 번째 단계는 효율이 매우 낮으며, 일반적으로 가스상의 이산화탄소를 20퍼센트 미만의 이산화탄소를 원하는 생성물로 전환시키는 것이라고 리 교수는 말했다.

 

 

새로운 공정은 90%를 훨씬 넘는 전환율을 달성하고, 먼저 이산화탄소를 액체 금속 중탄산염으로 전환시킴으로써 비효율적인 가열 단계의 필요성을 없앤다. 그리고 나서 이 액체는 원자력, 풍력, 또는 태양력과 같은 저탄소 전기를 사용하는 전해조에서 전기화학적으로 액체 칼륨 또는 포름산나트륨으로 전환된다. 그리고 생성된 고농축 액체 칼륨 또는 포름산나트륨 용액은 태양에 의해 건조되어 매우 안정적이고 최대 수년 또는 심지어 수십 년 동안 일반적인 강철 탱크에 저장될 수 있는 고체 분말이라고 설명했다.

 

마지막으로 교수는 이 과정에 대해 관심이 있는 기업들과 논의를 시작하고 있다. 이산화탄소 배출 감소 목표를 달성하고자 하는 회사들에게 기술을 도입해 사용할 수 있는 방법들을 모색하고 있다. 장기적인 에너지 저장을 위한 이산화탄소 활용 전망의 가능성이 기대된다.

 

논문 출처 : 

https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00529-5

 

발표된 자료 : 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266638642300485X?via%3Dihub