“바닷속 이산화탄소를 돌로 바꾼다”···카이스트, 해양 탄소 제거 기술 개발
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바닷물 속에 있는 이산화탄소를 돌의 형태로 바꿔 다시 대기로 나오지 못하도록 영구 저장하는 기술이 개발됐다. 최대 탄소저장고인 바다의 탄소 흡수·저장 용량을 늘릴 수 있는 기술이다.
카이스트(KAIST)는 고동연 생명화학공학과 교수 연구팀이 앨런 해튼 미국 매사추세츠공대(MIT) 화학공학과 교수 연구팀과의 공동 연구로 ‘전기화학 기반 해양 탄소 제거’ 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
연구팀이 개발한 탄소 제거 기술을 이용하면 바닷물에 녹아 있는 용존무기탄소를 돌(광물)로 바꿔 사실상 영구 저장할 수 있다. 바닷속 탄소를 대기로 돌아갈 수 없는 상태로 만드는 것으로, 바다가 계속해서 새로운 이산화탄소를 흡수하도록 돕는다.
바다는 지구 상에서 인위적으로 배출되는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 탄소 저장고로 알려져 있다. 탄소 흡수 능력이 무한하지 않기 때문에 바닷물 속 이산화탄소를 제거해야 바다가 대기 중 이산화탄소를 다시 흡수하게 된다.
기존에 전기화학 실험에 쓰는 H형 전기분해 셀을 이용해 탄소를 광물로 바꾸는 기술이 개발돼 있지만 전극 간 거리가 멀어 전기 저항 손실이 크고, 생성된 광물이 전극 표면에 쌓이는 ‘스케일링 현상’으로 단시간에 성능이 저하되는 한계가 있었다.
연구팀은 속이 빈 실 모양의 전극을 묶어 만든 ‘중공사 전극 조립체’를 만들어 광물이 전극에 달라붙지 않고 바깥에서 만들어지도록 하는 장치 구조를 설계했다. 광물이 전극 표면이 아니라 바깥쪽에서 생성되고, 전극에서 발생하는 수소 기포가 칫솔처럼 전극 표면을 계속 닦아주는 역할을 해 광물이 달라붙는 것을 막아주기 때문에 탄소 포집 성능과 안정성, 에너지 효율을 높일 수 있는 구조다.
연구팀은 제주 용암 해수를 이용한 실험으로 실제 성능도 확인했다. 장치를 120시간 이상 안정적으로 연속 운전하면서 기존 기술보다 전력 소비를 최대 54% 줄였고, 바닷물 속 용존무기탄소를 80~90% 제거하는 효과가 있었다.
이번에 개발된 장치는 소형·모듈형으로 제작할 수 있어 선박이나 해양플랜트 등에 설치해 활용할 수 있고, 향후 대규모 해양 탄소 제거 시스템으로 확대할 수 있을 것으로 기대된다.
고 교수는 “이번 연구는 전극 막힘과 에너지 효율이라는 전기화학 탄소 포집의 두 가지 난제를 구조 설계로 해결했다는 점에 의의가 있다”면서 “해양 환경에서의 대규모 실증으로 연구를 확장하면 해양 탄소 제거 기술 상용화를 앞당기고, 탄소중립 사회 실현에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
카이스트 생명화학공학과 박인환 박사과정생과 MIT 이영훈 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’ 온라인판에 실렸다.
가을철 서울의 대표 축제인 ‘서울세계불꽃축제’가 올해는 예년보다 약 3주 빠른 9월 초에 열린다.
㈜한화는 오는 9월 5일 여의도 한강공원 일대에서 ‘한화와 함께하는 서울세계불꽃축제 2026’을 개최한다고 밝혔다. 지난해 9월 말에 열렸던 것과 비교하면 개최 시기가 20일가량 앞당겨졌다.
한화 측은 올해 추석 연휴 일정과 가을철 한국을 찾는 외국인 관광객의 방문 수요 등을 종합적으로 고려해 행사 시기를 조정했다고 설명했다.
올해 축제에는 한국 대표인 ㈜한화를 비롯해 미국, 영국 등 총 3개국 연화팀이 참가한다. 각국 대표팀은 나라별 특색과 연출 기술을 담은 불꽃 쇼를 선보일 예정이다.
안전관리 규모는 역대 최대 수준으로 확대된다. 한화는 행사당일 임직원 봉사단 1200명을 포함해 총 4700여 명의 안전관리 및 질서유지 인력을 현장에 투입한다.
정보통신(IT) 기술을 활용한 안전 대책도 병행한다. 통신사 데이터를 연계해 실시간 인파 밀집도를 측정하는 ‘오렌지세이프티’를 가동해 현장 인파 분산을 유도한다. 여의도 외곽과 원효대교, 마포·이촌 일대에 설치된 구역별 CCTV로 관람객 동선을 실시간 모니터링하며 인파 사고에 대응할 계획이다.
한화 관계자는 “새로운 불꽃 연출과 함께 문화·관광 프로그램을 더해 다채로운 행사로 준비 중”이라며 “서울시 등 관계기관과 협력해 안전을 최우선으로 축제를 진행하겠다”고 말했다.
김성환 기후에너지환경부 장관이 5일 강원 홍천 풍천리 양수발전소 건설에 반대하는 주민들을 만나 “발전소 건설 공사를 중지할 만한 위법성을 확인하지 못했다”고 밝힌 것으로 파악됐다. 지난달 현장을 방문해 사업 추진 과정의 위법성 여부를 한 달간 살펴보겠다고 한 데 따른 결론이다.
김 장관은 이날 오전 서울 동작구 한강홍수통제소에서 ‘풍천리 양수발전소 건설 반대 위원회’ 등 풍천리 주민들을 만났다. 경향신문 취재를 종합하면 김 장관은 이 자리에서 양수발전소 유치와 허가 과정에 사업을 중단할 정도의 절차적 하자나 위법성이 있었다고 보기 어렵고, 사업 중단 시 3000억원에 가까운 매몰 비용이 발생한다는 점 등을 들어 사업을 중단하기 어렵다는 뜻을 전한 것으로 파악됐다.
김 장관은 지난 7월4일 풍천리를 방문해 “여기는 애초에 안 했어야 될 지역 같다”며 “다만 계획 단계라면 (사업을) 안 해야겠지만 현재 단계에서 의사 결정을 어떻게 해야 하는지 제가 결정할 수 없기 때문에 위법한 의사 결정이 있었는지 아닌지 여부를 살펴봐야 한다”고 말했다. 이어 “한 달 정도 이내에 하자가 있는지 집중해서 살펴보겠다”며 한국수력원자력에 한 달간 공사를 중단해 달라고 요청했다.
그로부터 한 달 뒤인 이날 주민들은 장관과의 면담 장소인 한강홍수통제소 앞에서 기자회견을 열고 한 달간 진행된 위법성 검토 결과의 투명한 공개와 사업 백지화를 위한 로드맵 제시 등을 요구한 뒤 면담에 참석했다.
면담 뒤 박성율 강원생태네트워크 공동대표는 “기후부에서 조사했다는 내용이 주민 입장에서 보면 한수원이 기존에 주장하던 내용과 하나도 다르지 않아 무엇을 조사했다는 것인지 의심스러웠다”며 “장관은 주민들에게 ‘행정의 연속성’을 강조했는데, 잘못된 행정을 연속성 있게 추진하는 것은 책임 회피일 뿐”이라고 말했다.
풍천리 일대에는 2032년 완공을 목표로 600㎿(메가와트) 규모의 양수발전소 건설이 추진 중이다. 양수발전소는 전력 사용량이 적을 때 하부의 물을 상부로 끌어올렸다가 전력 수요가 많을 때 상부 댐의 물을 아래로 흘려보내 터빈을 돌려 전력을 생산하는 일종의 대규모 에너지저장시설이다.
주민들은 사업이 결정된 2019년부터 반대 운동을 이어오고 있다. 풍천리는 국내 최대 규모의 잣나무 숲이 있는 마을로, 주민 상당수가 잣 관련 산업에 종사하고 있다.
한 달간 중단됐던 양수발전소 건설 공사는 조만간 재개될 것으로 보인다. 강부영 기후부 청정전력전환과장은 “앞서 기후부가 한수원에 한 달간의 공사 중지를 요청했기 때문에 추가적인 요청이 없는 경우 한수원에서 공사를 재개할 것으로 보인다”고 말했다.
카이스트(KAIST)는 고동연 생명화학공학과 교수 연구팀이 앨런 해튼 미국 매사추세츠공대(MIT) 화학공학과 교수 연구팀과의 공동 연구로 ‘전기화학 기반 해양 탄소 제거’ 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
연구팀이 개발한 탄소 제거 기술을 이용하면 바닷물에 녹아 있는 용존무기탄소를 돌(광물)로 바꿔 사실상 영구 저장할 수 있다. 바닷속 탄소를 대기로 돌아갈 수 없는 상태로 만드는 것으로, 바다가 계속해서 새로운 이산화탄소를 흡수하도록 돕는다.
바다는 지구 상에서 인위적으로 배출되는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 탄소 저장고로 알려져 있다. 탄소 흡수 능력이 무한하지 않기 때문에 바닷물 속 이산화탄소를 제거해야 바다가 대기 중 이산화탄소를 다시 흡수하게 된다.
기존에 전기화학 실험에 쓰는 H형 전기분해 셀을 이용해 탄소를 광물로 바꾸는 기술이 개발돼 있지만 전극 간 거리가 멀어 전기 저항 손실이 크고, 생성된 광물이 전극 표면에 쌓이는 ‘스케일링 현상’으로 단시간에 성능이 저하되는 한계가 있었다.
연구팀은 속이 빈 실 모양의 전극을 묶어 만든 ‘중공사 전극 조립체’를 만들어 광물이 전극에 달라붙지 않고 바깥에서 만들어지도록 하는 장치 구조를 설계했다. 광물이 전극 표면이 아니라 바깥쪽에서 생성되고, 전극에서 발생하는 수소 기포가 칫솔처럼 전극 표면을 계속 닦아주는 역할을 해 광물이 달라붙는 것을 막아주기 때문에 탄소 포집 성능과 안정성, 에너지 효율을 높일 수 있는 구조다.
연구팀은 제주 용암 해수를 이용한 실험으로 실제 성능도 확인했다. 장치를 120시간 이상 안정적으로 연속 운전하면서 기존 기술보다 전력 소비를 최대 54% 줄였고, 바닷물 속 용존무기탄소를 80~90% 제거하는 효과가 있었다.
이번에 개발된 장치는 소형·모듈형으로 제작할 수 있어 선박이나 해양플랜트 등에 설치해 활용할 수 있고, 향후 대규모 해양 탄소 제거 시스템으로 확대할 수 있을 것으로 기대된다.
고 교수는 “이번 연구는 전극 막힘과 에너지 효율이라는 전기화학 탄소 포집의 두 가지 난제를 구조 설계로 해결했다는 점에 의의가 있다”면서 “해양 환경에서의 대규모 실증으로 연구를 확장하면 해양 탄소 제거 기술 상용화를 앞당기고, 탄소중립 사회 실현에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
카이스트 생명화학공학과 박인환 박사과정생과 MIT 이영훈 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’ 온라인판에 실렸다.
가을철 서울의 대표 축제인 ‘서울세계불꽃축제’가 올해는 예년보다 약 3주 빠른 9월 초에 열린다.
㈜한화는 오는 9월 5일 여의도 한강공원 일대에서 ‘한화와 함께하는 서울세계불꽃축제 2026’을 개최한다고 밝혔다. 지난해 9월 말에 열렸던 것과 비교하면 개최 시기가 20일가량 앞당겨졌다.
한화 측은 올해 추석 연휴 일정과 가을철 한국을 찾는 외국인 관광객의 방문 수요 등을 종합적으로 고려해 행사 시기를 조정했다고 설명했다.
올해 축제에는 한국 대표인 ㈜한화를 비롯해 미국, 영국 등 총 3개국 연화팀이 참가한다. 각국 대표팀은 나라별 특색과 연출 기술을 담은 불꽃 쇼를 선보일 예정이다.
안전관리 규모는 역대 최대 수준으로 확대된다. 한화는 행사당일 임직원 봉사단 1200명을 포함해 총 4700여 명의 안전관리 및 질서유지 인력을 현장에 투입한다.
정보통신(IT) 기술을 활용한 안전 대책도 병행한다. 통신사 데이터를 연계해 실시간 인파 밀집도를 측정하는 ‘오렌지세이프티’를 가동해 현장 인파 분산을 유도한다. 여의도 외곽과 원효대교, 마포·이촌 일대에 설치된 구역별 CCTV로 관람객 동선을 실시간 모니터링하며 인파 사고에 대응할 계획이다.
한화 관계자는 “새로운 불꽃 연출과 함께 문화·관광 프로그램을 더해 다채로운 행사로 준비 중”이라며 “서울시 등 관계기관과 협력해 안전을 최우선으로 축제를 진행하겠다”고 말했다.
김성환 기후에너지환경부 장관이 5일 강원 홍천 풍천리 양수발전소 건설에 반대하는 주민들을 만나 “발전소 건설 공사를 중지할 만한 위법성을 확인하지 못했다”고 밝힌 것으로 파악됐다. 지난달 현장을 방문해 사업 추진 과정의 위법성 여부를 한 달간 살펴보겠다고 한 데 따른 결론이다.
김 장관은 이날 오전 서울 동작구 한강홍수통제소에서 ‘풍천리 양수발전소 건설 반대 위원회’ 등 풍천리 주민들을 만났다. 경향신문 취재를 종합하면 김 장관은 이 자리에서 양수발전소 유치와 허가 과정에 사업을 중단할 정도의 절차적 하자나 위법성이 있었다고 보기 어렵고, 사업 중단 시 3000억원에 가까운 매몰 비용이 발생한다는 점 등을 들어 사업을 중단하기 어렵다는 뜻을 전한 것으로 파악됐다.
김 장관은 지난 7월4일 풍천리를 방문해 “여기는 애초에 안 했어야 될 지역 같다”며 “다만 계획 단계라면 (사업을) 안 해야겠지만 현재 단계에서 의사 결정을 어떻게 해야 하는지 제가 결정할 수 없기 때문에 위법한 의사 결정이 있었는지 아닌지 여부를 살펴봐야 한다”고 말했다. 이어 “한 달 정도 이내에 하자가 있는지 집중해서 살펴보겠다”며 한국수력원자력에 한 달간 공사를 중단해 달라고 요청했다.
그로부터 한 달 뒤인 이날 주민들은 장관과의 면담 장소인 한강홍수통제소 앞에서 기자회견을 열고 한 달간 진행된 위법성 검토 결과의 투명한 공개와 사업 백지화를 위한 로드맵 제시 등을 요구한 뒤 면담에 참석했다.
면담 뒤 박성율 강원생태네트워크 공동대표는 “기후부에서 조사했다는 내용이 주민 입장에서 보면 한수원이 기존에 주장하던 내용과 하나도 다르지 않아 무엇을 조사했다는 것인지 의심스러웠다”며 “장관은 주민들에게 ‘행정의 연속성’을 강조했는데, 잘못된 행정을 연속성 있게 추진하는 것은 책임 회피일 뿐”이라고 말했다.
풍천리 일대에는 2032년 완공을 목표로 600㎿(메가와트) 규모의 양수발전소 건설이 추진 중이다. 양수발전소는 전력 사용량이 적을 때 하부의 물을 상부로 끌어올렸다가 전력 수요가 많을 때 상부 댐의 물을 아래로 흘려보내 터빈을 돌려 전력을 생산하는 일종의 대규모 에너지저장시설이다.
주민들은 사업이 결정된 2019년부터 반대 운동을 이어오고 있다. 풍천리는 국내 최대 규모의 잣나무 숲이 있는 마을로, 주민 상당수가 잣 관련 산업에 종사하고 있다.
한 달간 중단됐던 양수발전소 건설 공사는 조만간 재개될 것으로 보인다. 강부영 기후부 청정전력전환과장은 “앞서 기후부가 한수원에 한 달간의 공사 중지를 요청했기 때문에 추가적인 요청이 없는 경우 한수원에서 공사를 재개할 것으로 보인다”고 말했다.
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