메탄가스, 버스·택시 연료로 재탄생한다

한국생산기술연구원(이하 생기원)이 '이케이'와 함께 유기성 폐기물에서 발생하는 바이오가스로부터 메탄가스를 97.7%의 고순도로 회수하는 기술개발에 성공했다.

이산화탄소, 메탄가스 등을 포함한 바이오가스는 대기 중에 노출될 시 지구온난화를 일으킨다. 그러나, 바이오가스를 정제해 97% 이상의 고순도 메탄가스로 추출하면 택시, 버스 등 수송용 연료나 도시가스로 사용할 수 있다.

송호준 생기원 박사 연구팀은 흡수, 흡착, 심냉법, 막분리 4가지로 분류되는 가스 분리기술 중 흡수와 막분리가 결합된 '막접촉기' 방식을 채택해 '막접촉기 기반 가스 분리기'를 구현했다. 막접촉기에는 중공사막 필터가 내장된다. 해당 필터의 안쪽으로 흡수제를 흘려보내면 이산화탄소는 용액과 함께 막접촉기 밖으로 빠져나가고 용액에 녹지 않는 메탄가스는 추출된다.

막접촉기 기반 가스 분리기는 산업 현장에서 보편적으로 사용되는 흡수탑보다 부피가 작다. 설비를 확장할 때도 막접촉기 수량만 증설하면 돼 설치가 용이하다.

다만, 막접촉기 내부 필터막인 멤브레인(Membrane)이 용액을 흘려보내는 설계 특성상 막젖음 현상이 발생한다는 단점이 있다. 연구진은 이를 해결하기 위해 필터 소재를 저렴한 폴리프로필렌(PP)으로 대체해 흡수제 표면의 장력을 높였다. 또한, 10개 물질의 조합을 100번 이상 테스트하면서 화학물질 분자구조의 최적 설계·합성으로 표면 장력을 높이면서도 이산화탄소 포집율을 높이는 방법을 찾았다.

여기에 이케이의 공정설계·운영 노하우가 더해지면서 기존 메탄가스 제조단가보다 약 25%가량 저렴하게 생산할 수 있게 됐다.

송호준 생기원 박사는 "메탄가스 순도 97.7 이상 달성으로 수송용 연료로서 안정적 활용이 가능할 것"이라며 "현재 실증단계까지 도달해 상용화가 눈앞에 와있다"고 밝혔다.

신유빈 기자 postmoneynews@gmail.com

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