최근 UC 버클리 캘리포니아 대학교의 연구원들이 기존 기술을 능가하는 새로운 대기 중 이산화탄소 포집용 신소재 COF-999를 개발했습니다. COF999를 통해 대기 중 탄소 포집(CCS). 직접 포집(DAC) 등의 시장에 새로운 변화가 생길 것으로 기대됩니다.
 |
| 대기 중 이산화탄소를 빨아들이는 물질 COF-999 |
COF-999로 알려진 이 분말은 이산화탄소가 적은 농도로 존재할 때도 대기 중 이산화탄소를 포집할 수 있는 자석 역할을 하는 물질입니다. UC 버클리 대학의 연구진이 만든 신물질인데 이들이 2024년 10월 중 과학 저널 '네이처'에 이 연구를 발표하며 기후 변화에 대처하는 데 중요한 역할을 할 수 있는 물질이라고 소개했습니다.
 |
| 대기 중 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 농도 추세 그래프 |
2023년 전 세계 대기 중 평균 이산화탄소 농도는 약 420ppm으로 산업화 이전보다 150ppm 이상 상승한 양입니다. 메탄, 아산화질소 등의 대기 중 온실가스 농도도 꾸준히 상승했습니다.
참고로 과학자들은 기후변화(지구온난화)를 섭씨 2°C 이내로 제한하기 위해서는 대기 중 이산화탄소 농도를 450ppm 이하로 유지해야 한다고 말합니다. 현재와같이 화석 연료 사용을 계속 사용한다면 더 많은 온실가스가 대기 중으로 배출될 것이고 이에 따라 기후변화는 더 극심해질 것으로 예상됩니다.
 |
| 전 세계 표면 온도는 1850~1900년도 대비 2011~2020년까지 1.1°C 상승 그래프 |
산업화 이전(1850~1900년)과 대비 2011~2020년 평균 기온은 1.1°C 상승했습니다. 2023년 지구의 평균 온도는 기후변화와 엘니뇨 현상이 맞물려 산업화 이전 대비 1.4°C 상승했으며 온실가스 배출량 역대 최고치를 경신했습니다. 대기 중에 온실가스 배출량을 급속히 줄이는 방법 외에 기후변화를 막을 수 있는 방법이 현재로서는 없는 상황입니다.
 |
| 이산화탄소 분자를 포집하는 기공이 있는 COF-999 구조 그림 |
COF-999 물질의 구조는 탄소 원자를 다이아몬드로 바꾸는 화학 결합을 포함하고 있어 자연에서 가장 강력한 화학 결합으로 서로 결합되어 있습니다. 공기가 COF999를 통과할 때 대부분의 기체는 크기가 작아 그냥 통과하지만 이산화탄소(CO2)는 이 작은 결합을 통과하지 못합니다. 이후 결합된 이산화탄소를 열을 가하여 떼어낸 다음 빨아들여 이산화탄소만 저장할 수 있습니다.
 |
| 실험용 플라스크에서 COF-999 물질을 긁어내며 실험하는 과정 |
연구진은 COF-999의 탄소 제거 기능을 실험하기 위해 분말을 빨대 크기의 스테인리스 철 튜브에 담아 20일 동안 UC 버클리 실외 공기에 노출시켰습니다. 튜브에 들어간 공기는 410~517ppm 농도의 이산화탄소(CO2)를 함유하고 있었지만 반대편으로 통과된 공기에는 이산화탄소 농도가 0으로 분석되었습니다.
COF999는 다공성 디자인으로 표면적이 넓어서 이산화탄소 분자를 포집할 수 있는 넓이가 기존 물질보다 넓다고 합니다. 직접 공기 포집에 사용되는 다른 재료보다 "최소 10배 이상 빠른" 속도로 이산화탄소를 포집할 수 있다고 UC 버클리 대학 연구진이 주장하고 있습니다.
 |
| 아이슬란드 레이캬비크의 탄소 제거 공장 사진 |
전 세계적으로 탄소 직접 포집(DAC)과 탄소 포집·활용·저장(CCUS), 그리고 탄소 포집 저장(CCS) 기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 전 세계적으로 대기 중 이산화탄소를 포집하는 공장도 곳곳에 지어지고 있는데 이번 COF999 물질이 상용화되면 기후변화(지구온난화)를 막는 데 크게 기여할 수 있을 것이라는 기대가 됩니다.
사진 및 내용 출처:
1. SFStandard - https://sfstandard.com/2024/11/08/ucberkeley-carbon-sucking-powder-globalwarming/
2. 기상청 기후정보포털 - http://www.climate.go.kr/home/bbs/view.php?code=94&bname=climatereport&vcode=6840&cpage=1&vNum=46&skind=&sword=&category1=&category2=
3. LA타임즈 - https://www.latimes.com/environment/story/2024-10-23/this-powder-can-remove-as-much-co2-from-the-air-as-a-tree
#기후변화 #지구온난화 #COF999 #탄소배출 #탄소배출량 #온실가스 #온실가스배출 #GHG #CCUS #탄소포집 #CCS #대기중온실가스
