탐정사무소 [대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 산·학·연이 협력해 개발한 공기 중 이산화탄소(CO₂) 직접 포집기술이 스파트팜 현장에 적용될 예정이다.

한국화학연구원은 카이스트(KAIST), 에코프로에이치엔과 공공 개발한 ‘직접 공기포집(DAC)’ 기술이 에코프로에이치엔에 소형 DAC 설비로 조성돼 2026년 가동될 예정이라고 30일 밝혔다.

작물은 CO₂ 농도가 높을수록 광합성이 활발해지며 특히 800~1000ppm 구간에서 최적 성장을 보인다. 그러나 대기 중 CO₂ 농도는 약 400ppm 수준에 머물러 있다.

이번에 화학연의 산·학·연 연구진은 협력을 통해 스마트팜 현장에서 설치 제약 없이 대기 중 CO₂를 직접 농축해 작물에 공급하는 기술을 개발했다.

직접 공기 포집기술은 대기 중의 저농도 이산화탄소를 포집하므로 어디서든 사용할 수 있다는 장점이 있다.

이 기술은 액체 흡수방식과 건식 흡착방식으로 나뉜다. 액체 흡수방식은 대규모로 연속 가동할 수 있지만 부식성 알칼리 용액으로 설비 내구성, 폐수 발생과 같은 단점이 있다.

반면 고체 흡착방식은 액체 용액 방식에 비해 소형화가 가능하고 에너지 소모가 적다.

공동 연구진은 액체 흡수방식의 한계를 극복키 위해 건식 흡착 기반의 소형 DAC 설비를 설계·제작했다. 제작된 설비는 KAIST 최민기 교수팀이 개발한 건식 이산화탄소 흡착제와 화학연 박용기 박사팀이 보유한 장치 설계·제작 기술의 합작품이다. 에코프로에이치엔에서 소형 설비로 제품화하고 있다.

최 교수팀의 흡착제는 직접공기포집(DAC) 기술뿐만 아니라 화력발전소 배기가스의 이산화탄소 포집에도 적용할 수 있으며 흡착 성능, 경제성, 장기 안정성이 높다.

또 화학연 박용기 박사팀은 흡착 및 탈착 과정에서 필요한 온도·압력 조건을 조정해 반복적인 이산화탄소 고농도 포집이 원활하도록 DAC 설계·제작했다.

이 설비는 특정 지점·시설에 국한되지 않고 다양한 장소에 설치할 수 있으며 스마트팜과 같은 농업 현장에서 효율적으로 이산화탄소 농도를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

그동안 인위적으로 이산화탄소를 만들어 공급하던 방식과 달리 소형 DAC 설비는 공기 중 이산화탄소를 직접 포집해 고농도로 농축한 뒤 농작물에 공급한다.

현재 경북 상주 스마트팜혁신밸리에 설치된 1세대 DAC 장치는 토마토 재배환경을 통한 성능 검증을 마쳤다. 실험 결과, CO₂ 농도를 600~700ppm까지 높이는 데 성공했다. 성능 개선을 통해 800~1000ppm을 목표로 하고 있으며 향후 미세조류를 포함한 다른 분야 농작물에도 소형 DAC 설비를 적용할 방침이다.

이영국 화학연 원장은 “이번 기술은 공공 연구기관과 대학, 기업이 협력해 실제 농업현장에 적용할 수 있는 기술로 발전했다는 점에서 의미가 크다”며 “스마트팜의 생산성 향상과 함께 탄소저감이라는 국가적 과제 해결에도 기여할 것”이라고 기대했다.

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