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MIT, 대기 중에서 이산화탄소 제거 가능한 새로운 시스템 개발
등록일 : 2019-11-05 14:24 | 최종 승인 : 2019-11-05 14:25
이택경
인류는 대기 중으로 이산화탄소를 2,000기가톤 이상 배출했다(사진=123RF) 

[리서치페이퍼=이택경 기자] 매사추세츠공과대학(MIT) 엔지니어들이 에너지 집중도가 낮고 비용도 저렴한 이산화탄소 제거 기술을 개발했다.

현재 인류는 대기 중으로 2,000기가톤 이상의 이산화탄소를 배출하고 있다. 이 같은 상황이 지속된다면 산불과 혹서, 해수면 상승 등을 포함해 기후 위기의 영향은 더욱 심해질 것으로 분석된다. 

전 세계 거의 모든 국가가 이 같은 현상에 원인을 제공하고 있다. 2018년 발표된 한 보고서에 따르면, 기후변화에 가장 큰 영향을 미치는 3개국을 중국(세계 이산화탄소 배출량의 4.7% 이상을 차지), 미국(2.5%), 인도(6.3%)로 지목했다.

코스타리카 외교관인 크리스티아나 피구에레스는 이산화탄소 배출 증가로 매년 수십억 인구의 경제와 가정, 생활과 생계가 위험에 처하고 있다고 주장했다. 기후변동에 관한 정부간 패널(IPCC)에서는 재앙과도 같은 기후 변화의 영향을 피하기 위해서는 기온 상승을 1.5~2℃ 미만으로 유지해야 한다고 조언했다.

이산화탄소 배출 감소 노력 외에도, 대기 중에서 탄소를 제거해야 할 필요가 있다. 인류가 원하는 목표를 달성하기 위해서는 금세기 중반까지 연간 이산화탄소 배출량을 수십억 미터톤 가량으로 줄여야 한다.

IPCC는 금세기에 이산화탄소 100 ~ 1,000기가톤을 제거하는 목표를 세웠다(사진=123RF) 

이산화탄소 제거 도구

MIT의 사하그 보스키안 박사는 기기 흡착제의 이산화탄소 친화성이 엄청난 장점이 있다고 말했다.

이 새로운 도구는 사실상 어떤 농도에서든 이산화탄소를 제거할 수 있다. 심지어 대기 중 이산화탄소 농도가 400ppm 이하인 경우에도 제거가 가능하다. 

이 새로운 시스템은 대형 특수 배터리를 사용하며 충전 중에도 전극 근처의 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 연구팀은 시스템의 전체 충전 및 방전 주기는 실온 및 정상 기압에서 작용한다고 설명했다.

학자들은 대기 중에서 이산화탄소를 제거할 뿐만 아니라 고체 탄소로 전환하는 방법도 개발 중에 있다(사진=123RF)

보스키안 박사는 "열, 압력 또는 화학물질을 주입할 필요가 없다"며 "상자에 설치하고 전극만 연결시키면 된다"고 설명했다. 

공동 저자인 알란 해튼 교수도 시스템 압력과 열 에너지원에 변화를 가하지 않고 다양한 환경에서 문제를 해결할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 덧붙였다.

연구팀은 새로운 도구가 다른 기존 탄소 포집 기술에 비해 에너지 효율이 높다고 덧붙였다. 다른 방법들은 톤당 1~10 기가줄의 에너지가 소모되는 반면 새로운 기술은 이산화탄소 1톤당 약 1기가줄의 에너지를 사용한다고 설명했다.

대기 중 이산화탄소를 석탄으로 전환

학자들은 대기 중 이산화탄소를 제거하는 방법을 연구하고 있을 뿐만 아니라 고형 탄소 형태로 전환할 수 있는 방안도 강구하고 있다. 이에 한 연구팀이 이산화탄소를 안전하고 장기적인 방식으로 차폐시키는 방법을 개발했으며 이 과정을 탄소 격리라고 불렀다.

탄소 격리는 대기 중에서 이산화탄소를 제거해 액체 또는 고체로 전환하는 방법을 말한다. 저렴하고 대규모적인 이 방법은 기후 변화를 완화하는 데 이상적이며 매력적인 접근법이다. 연구팀은 이를 위해 세륨 함유 액체 금속 촉매제를 사용해 이산화탄소를 석탄으로 전환시켰다.

연구팀은 탄소 격리가 이산화탄소를 고체 석탄으로 전환할 수 있는 저렴한 방법을 개발하는 첫 단계라고 주장했다.

MIT 연구팀이 개발한 기술과 다른 CDR 전략은 서로 다른 접근법을 사용하고 있다. 그러나 이러한 기술에만 의존해서는 안 된다. 기온 상승을 멈추는 방법은 기존의 숲과 초지를 보존하고 숲을 조성하는 방법이 동반돼야 한다. 이 같은 방법이 병행돼야 지구를 기후 위기에서 보호할 수 있다.

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