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탄소가스 추출해 청정에너지 생산… 화학硏, 고효율 분리막 기술 실용화

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2018년 04월 23일 18:20 프린트하기

파주시설관리공단에 설치한 시험시설. 바이오가스에서 95% 순도의 메탄을 추출하는데 성공했다.
파주시설관리공단에 설치한 시험시설. 바이오가스에서 95% 순도의 메탄을 추출하는데 성공했다.

천연가스의 주성분인 ‘메탄’을 효과적으로 분리 정제할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 각종 바이오가스 등에서 깨끗한 에너지를 얻을 수 있어 청정연료 개발에 큰 보탬이 될 것으로 기대된다.

 

한국화학연구원 탄소자원화연구소 김정훈 온실가스분리회수그룹장팀은 국내 여러 기술기업과 공동으로 C1가스를 분리 정제할 수 있는 4단 분리막기술을 개발하는데 성공했다고 23일 밝혔다.

 

C1가스란 탄소 원자가 하나로 구성된 분자구조를 가진 가스로, 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2) 등이 여기에 포함된다. 이 기술을 이용하면 저급의 가스를 정제해 고효율 청정가스로 만들거나, 각종 화학물질 제조에 필요한 원료제작이 가능하다.

 

바이오가스는 음식물쓰레기, 하수찌거기, 축산분뇨, 매립지 등에서 발생하며 지구온난화의 요인으로 꼽힌다. 그러나 불순물(실록산, 황화수소, 암모니아, 수분 등)을 분리하고 C1가스로 정제해 내면 도시가스나 화학원료로 활용할 수 있는 자원이 된다. 천연가스에도 메탄 외에 이산화탄소, 질소, 헬륨, 황화수소, 수분, 수은 등의 불순물이 포함되어 있는데, 이들을 액화천연가스(LNG)와 파이프라인가스(PNG) 또는 화학원료로 활용하려면 반드시 정제과정을 거쳐야 한다.

 

바이오가스에서 불순물을 분리하고 C1가스로 정재해 내면 도시가스나 화학원료로 활용할 수 있는 자원이 된다. - 사진GIB제공
바이오가스에서 불순물을 분리하고 C1가스로 정재해 내면 도시가스나 화학원료로 활용할 수 있는 자원이 된다. - 사진 GIB 제공

화학연 연구진은 이번에 개발한 기술을 적용, 바이오가스나 천연가스로부터 순도 98%의 메탄을 추출하는데 성공했다. 이 과정에서 그동안 대기 중으로 배출해야 했던 이산화탄소도 95%이상의 고순도로 회수해 냈다. 이산화탄소는 지구온난화 가스로 꼽히지만 추가 공정을 거치면 메탄올, 에탄올, 올레핀 등의 청정 연료 및 화학제품으로 활용할 수 있다.

 

현재 전 세계 바이오가스 및 천연가스 정제 시장 규모는 6조 원에 달한다. 연구진은 바이오가스 및 천연가스로부터 메탄과 이산화탄소를 모두 정제하면 연 1조원의 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 보고 있다. 이 기술은 환경부 환경 신기슬 인증과 검증을 모두 통과했다. 환경신기술 인‧검증은 환경부가 환경기술에 대해 공인 평가기관의 평가를 거쳐 우수한 신기술로 지정함으로써 관련기술의 우수성을 보증하는 제도다. 이 제도가 생긴 이후 관련분야 검증을 모두 획득한 것은 이번이 처음이다.

 

김성수 화학연 원장은 “관련 기술은 그동안 일부 선진국만 보유하고 있었는데 이를 국내 독자 기술력으로 개발한 점에서 의미가 크다”며 “향후 파리 신기후협약에 따라 2030년까지 감축해야 하는 온실가스 저감에도 기여할 것”이라고 밝혔다.

 

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