한국에너지기술연구원 청정연료연구실 박종호 박사 연구진이 블루수소 생산의 핵심 기술인 이산화탄소 포집 핵심 소재와 공정 기술을 개발하는 데 성공했다.
기존 천연가스(메탄) 개질을 통해 수소를 생산하는 과정에서 수소 1kg당 약 10kg의 이산화탄소가 발생한다. 이 이산화탄소를 포집해 지중에 격리하거나 석유화학 제품의 원료로 활용하는 CCUS 기술이 현실적인 대안으로 주목을 받고 있다.
탄소를 포집해 지중에 영구 격리하는 블루수소 생산을 위해서는 효율적인 탄소포집 기술이 매우 중요하다.
연구진은 기존 수소생산 공정에서 CO2 포집을 위해 활용되는 흡착제의 단점인 낮은 흡착량, CO2 포집에 대한 선택도 개선에 주력했다. 이번에 개발된 흡착제를 공정에 활용하면 상용 흡착제 대비 4.6배 이상 높은 선택도로 CO2를 정밀하게 포집할 수 있다.
“흡착제가 극성을 띠도록 해 극성이 거의 없는 메탄과의 인력을 최소화해 CO2의 흡착력을 높이면서 이산화탄소에 대한 친화도(흡착력)를 유지하도록 설계했다”는 것이 연구진의 설명이다.
연구진은 이 흡착제를 적용한 진공압력변동흡착(VPSA) 공정 기술을 개발하고 연속운전을 수행해 99% 순도의 이산화탄소를 92%의 회수율로 포집하는 데 성공했다. 기존 흡착제의 경우 96%의 순도의 이산화탄소를 67%만 회수할 수 있다.
연구책임자인 박종호 박사는 “개발한 흡착제를 연구원이 보유한 수소플랜트 설계 기술, 공정 개발 경험과 접목해 연 백만 톤 규모의 이산화탄소 포집 실증을 적용할 경우 톤당 30달러 이하의 낮은 포집 비용으로 블루수소 생산이 가능할 것”이라고 말했다.