스마트폰 충전 수준 전력으로 CO₂ 포집...KAIST, '탄소중립' 게임 체인저 기술 구현

작성일 08-25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="GZwjpTj4IH">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="eab73411baccc6ca6db7cfd6403cafc32ff057f6ca82a277db634f959568727a" dmcf-pid="H5rAUyA8mG" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST 연구진이 개발한 은 나노 복합체 기반 전도성 섬유형 DAC 소자 모식도" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/etimesi/20250825104837875agvk.png" data-org-width="478" dmcf-mid="WR69sL9HrZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/etimesi/20250825104837875agvk.png" width="658"></p>
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            KAIST 연구진이 개발한 은 나노 복합체 기반 전도성 섬유형 DAC 소자 모식도
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          <p contents-hash="96bbddf3829bdd5e96adc84ce3d53d32be2fa8eda19deddaf6663502b12784d7" dmcf-pid="X1mcuWc6mY" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 스마트폰 충전 전압(3V) 수준 저전력만으 95% 이상 고순도 이산화탄소(CO₂) 포집에 성공했다. 이미 해외 특허 출원을 마쳤고, 태양광·풍력 등 재생에너지와도 쉽게 연계할 수 있어 탄소중립 공정 전환을 앞당길 '게임 체인저'기술로 주목받는다.</p>
          <p contents-hash="3264732217a9dd7142b71b5c0d0b4a2f3b31d94808dab375644b25dc5656e319" dmcf-pid="Z1mcuWc6wW" dmcf-ptype="general">KAIST는 고동연 생명화학공학과 교수팀이 T. 앨런 해튼 미국 메사추세츠공대(MIT) 화학공학과 교수팀과 전도성 은나노 파이버 기반 초고효율 전기 구동 직접공기포집(DAC) 기술을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="1c9d6842b0bda5b311c27c37aabb6e20f3890d087717ab326ee8f1fa3e97208d" dmcf-pid="5tsk7YkPOy" dmcf-ptype="general">DAC는 대기 중 희박한 CO₂를 직접 걸러내는 기술이다. 기존 공정은 흡수·흡착한 CO₂를 다시 분리(재생)하는 과정에서 100도 이상 고온 증기가 필요했다. 또 복잡한 열교환 시스템도 필요해 경제성 확보가 어려웠다.</p>
          <p contents-hash="d771ab02c414c264b68138c9643e7d6a3b5801c35792d2970266afda5a611bda" dmcf-pid="1FOEzGEQET" dmcf-ptype="general">KAIST가 주도한 공동 연구팀은 섬유에 전기를 직접 흘려 열을 발생시키는 '저항 가열' 방식으로 문제를 해결했다. 외부 열원 없이 필요한 곳만 가열해 에너지 손실을 획기적으로 줄였다.</p>
          <p contents-hash="eea8977c43193cfc857ce678366d7c70f808581826361177d18e79d438130f08" dmcf-pid="t3IDqHDxsv" dmcf-ptype="general">3V의 저전압만으로 80초 만에 섬유를 110도까지 빠르게 가열한다. 이로써 흡착·재생 사이클을 획기적으로 단축하며, 기존 기술 대비 불필요한 열 손실(감열)을 약 20%나 줄였다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="92926cfdc389685f84526f47f815a5390836ac95e8027313dc32756a577447c1" dmcf-pid="F0CwBXwMwS" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전도성 섬유의 균일한 코팅과 고속 전기 가열 특성" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/etimesi/20250825104839150tggw.png" data-org-width="700" dmcf-mid="YEuto4tssX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/etimesi/20250825104839150tggw.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            전도성 섬유의 균일한 코팅과 고속 전기 가열 특성
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          <p contents-hash="c2c94ef5f26b58452527f60cab8dc08e8aab058a08764b763ada074b4aa97d65" dmcf-pid="3phrbZrRml" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 '숨쉬는 전도성 코팅'을 구현해 '전기 전도' '기체 확산' 두 마리 토끼를 잡았다. 은 나노와이어, 나노입자 혼합 복합체를 다공성 파이버 표면에 약 3마이크로미터(㎛) 두께로 균일 코팅했다. 이렇게 구현한 '3차원 연속 다공 구조'는 전기가 잘 통하면서 CO₂ 분자가 파이버 내부까지 원활하게 이동한다. 균일하고 빠른 가열, 효율적인 CO₂ 포집이 동시에 가능하다.</p>
          <p contents-hash="0fd0856842284691c41104521f30fec10649f8425129c8bd36a7fafefebff049" dmcf-pid="0UlmK5meIh" dmcf-ptype="general">또 다수 파이버를 모듈화해 병렬 연결했을 때 전체 저항이 1옴(Ω) 이하로 낮아져, 대규모 시스템화 가능성도 입증했다. 연구팀은 실제 대기 환경에서 95% 이상 고순도 CO₂ 회수에 성공했다.</p>
          <p contents-hash="eb47defce7f6c7ec4a324781e05f15b14f488b04e4fa1bda83f705f8d3be0ff7" dmcf-pid="puSs91sdsC" dmcf-ptype="general">연구진은 논문 발표 이전인 2022년 말 원천 지적 재산권을 확보하는 등 상용화를 고려했다고 밝혔다. 또 전기만으로 구동돼 RE100 선언 글로벌 기업들의 탄소중립 공정 전환 수요에 부합한다고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="0e0fa11d21281117d80cf4927413f8bf776127e5cc33d5f7d8f5c6fa9d85fa40" dmcf-pid="U7vO2tOJOI" dmcf-ptype="general">고동연 교수는“이번에 개발한 기술은 산업 현장은 물론 도심형 시스템에까지 폭넓게 활용할 수 있어, 한국이 미래 DAC 기술 선도국으로 도약하는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="fa5c5e9a48ef066466a0a43cf0f0768d92764366f9e192112101062aa54584ee" dmcf-pid="uzTIVFIiEO" dmcf-ptype="general">이번 연구는 이영훈 MIT 화학공학과 박사(KAIST 생명화학공학과 박사과정 2023년 졸업)가 주도하고 이정훈·주화주 MIT 화학공학과 박사가 공동 제1 저자로 참여했다. 연구 결과는 어드밴스드 머터리얼즈에 8월 1일 온라인 게재됐고, 내부 표지로도 선정됐다.</p>
          <p contents-hash="ce3ca4163f3c33b2ac48e80529fe111f0f14592fac9f4a1931d7ec8e4ff5e758" dmcf-pid="7qyCf3CnDs" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
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