탄소 포집

온실 가스 배출원을 줄이는 것이 기후 변화에 대처하는 데 중요하지만 화석 연료로 생산되는 전기와 가스 및 디젤로 구동되는 자동차에서 완전히 전환하려면 시간이 걸릴 것이다.

탄소 포집 기술은 CO2 배출을 원천에서 가두어 전환하는 동안 환경에 대한 피해를 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. (이것은 이미 대기 중에 있는 CO2를 제거하는 직접 공기 포집 기술과 다르다.)

그런 다음 탄소를 지하에 저장하거나 콘크리트, 제트 연료 등을 만드는 데 사용할 수 있다.

과제

탄소 포집 기술은 새로운 것이 아니다. 다양한 발전소 및 처리 공장에서 1970년대부터 이를 활용해 왔다. 그러나 현재 운영 중인 프로젝트는 30개 미만이다.

"[탄소 포집, 활용 및 저장 기술]의 느린 활용을 설명할 수 있는 요인은 여러 가지가 있지만 가장 많이 듣는 것은 높은 비용이다."고 애널리스트 Adam Baylin-Stern과 Niels Berghout는 국제 에너지 기구(IEA)의 2021년 논평에서 썼다.

저비용 탄소 포집 기술은 채택을 가속화할 수 있으므로 버클리 연구원들은 스탠포드 대학과 텍사스 A&M 대학의 과학자들의 도움을 받아 기술을 만들기 시작했다.

교신저자인 Jeffrey Reimer는 "우리는 정말 저렴하고 구하기 쉬운 탄소 포집 물질에 대해 생각하고 싶었기 때문에 멜라민으로 시작하기로 결정했다."라고 말했다.

작동 원리

멜라민은 고체 유기 화합물이다. 분말 형태로 톤당 약 $40이며 일반적으로 개미, 산업용 코팅 및 저렴한 식기를 만드는 데 사용된다.

버클리 팀은 연구를 위해 멜라민을 포름알데히드, 디에틸렌트리아민(아스팔트에 사용되는 화학물질) 및 시아누르산(수영장을 깨끗하게 유지하는 데 사용되는 화학물질)과 결합하는 공정을 개발했다.

생성된 물질에는 시뮬레이션된 연도 가스 혼합물에서 거의 모든 CO2를 몇 분 내에 가둘 수 있는 기공이 포함되어 있다. 재료를 비교적 낮은 온도(80C 또는 176F)로 가열하면 CO2가 방출되고 재료는 재사용될 수 있다.

오늘날 최고의 탄소 포집 기술은 CO2를 가두는 물질을 방출하기 위해 120-150C(250-300F)로 가열해야 한다. 연구원에 따르면, 멜라민 재료에 필요한 낮은 온도는 훨씬 더 에너지 효율적이다.

전망

연구원들은 현재 에너지 효율성에 영향을 미치지 않으면서 탄소를 포집하는 재료의 능력을 더욱 향상시키기 위해 노력하고 있다.

"이 작업은 다공성 네트워크를 사용하여 지속 가능한 CO2 포집을 위한 일반적인 산업화 방법을 만든다"라고 제1저자인 Haiyan Mao가 말했다. "우리는 자동차 배기 가스를 포착하기 위한 미래의 부착물을 디자인할 수 있기를 희망한다. 또는 건물에 부착하거나 가구 표면에 코팅을 할 수도 있다."