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2020. 04. 07(화) [환경미디어] 국내 연구진, 초미세먼지 잡는 차세대 가스발전 기술 개발

관리자 2020.04.07

국내 연구진, 초미세먼지 잡는 차세대 가스발전 기술 개발

'케미컬루핑 연소 기술'…이산화탄소 포집 비용 획기적 절감


▲ 케미컬루핑 연소기술 개념도. <한국에너지기술연구원 제공>

 


[환경미디어= 김명화 기자] 온실가스의 공기 중 배출을 차단한 친환경 가스발전 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다

 

한국에너지기술연구원 기후변화연구본부 류호정 박사 연구팀은 별도의 분리설비 없이 이산화탄소가 98% 이상으로 원천적으로 분리 배출되고 초미세먼지 유발 물질인 질소산화물도 저감할 수 있는 ‘케미컬루핑 연소 기술’ 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

 

'케미컬 루핑 연소기술'은 공기 중 산소만 흡수하는 금속 입자를 활용해 이산화탄소를 98% 이상 원천 분리 배출이 가능하다. 가스발전 시설을 공기 반응기와 연료 반응기로 나눠 금속 입자를 넣어주면 공기 반응기에서는 금속 입자가 공기 중 산소만 흡수해 질소만 남기는 것이다.

이 금속 입자가 다시 연료 반응기로 가면 산소를 떼어내는 환원 반응이 일어나면서 연료 속 탄소와 산소가 결합해 이산화탄소와 수증기가 발생한다. 이어 온도를 낮춰주면 이 수증기가 응축돼 물이 되면서 이산화탄소만 분리해 낼 수 있다.


산소를 주고받는 데 사용한 입자는 두 개의 반응기 사이를 계속적으로 순환하면서 재생해 사용할 수 있으며, 공기와 입자의 반응은 화염이 없는 조건에서 일어나므로 2차 미세먼지 유발물질인 질소산화물의 발생도 저감시킬 수 있다.

 

세계 최초로 고압 조건에서 운전되는 0.5MWth급 케미컬루핑 플랜트에서 200시간 이상의 장기연속운전을 실증했다. 이산화탄소가 98% 이상 고농도로 배출되며 총 질소산화물 배출농도도 15ppm 정도로 배출된다.


이같은 과정을 통해 연구팀은 100㎛(마이크로미터·100만분의 1m) 지름의 금속 입자 500㎏을 이용해 0.5MW(메가와트)급 파일럿 플랜트 규모 설비에서 이산화탄소를 98% 이상 고농도로 분리 배출할 수 있었다고 한다.

기존에 가스발전 시설은 공기 중 산소가 연료와 직접 반응해 이산화탄소와 질소, 산소가 배출됐다. 이 중 이산화탄소만 분리하려면 별도의 포집 설비가 필요하고 비용도 많이 들었다.

이번 연구를 주도한 류호정 기후변화연구본부장은 "200시간 동안 연속 운전을 실증해 상용화 가능성을 높였다"며 "이산화탄소 포집 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.



출처:환경미디어(http://www.ecomedia.co.kr)

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