국내 산·학·연이 협력해 개발한 공기 중 이산화탄소 직접 포집 기술이 스마트팜 현장에 적용될 전망이다.
한국화학연구원은 한국과학기술원(KAIST), 에코프로에이치엔과 직접 공기 포집(DAC) 기술을 공동 개발했다고 밝혔다. 에코프로에이치엔은 2026년 소형 DAC 설비를 상용화할 계획이다.
작물은 이산화탄소 농도가 높을수록 광합성이 활발해지며, 특히 800~1000ppm 구간에서 최적 성장을 보인다. 그러나 대기 중 이산화탄소 농도는 약 400ppm 수준에 머물러 있어, 이산화탄소를 포집해 최적의 이산화탄소 농도를 만드는 기술이 중요하다. 특히 대기 중의 저농도 이산화탄소를 포집하는 '직접 공기 포집 기술'은 어디서든 사용할 수 있어 활용도가 높다.
연구진은 KAIST와 화학연의 기술을 합쳐 건식 흡착 기반의 소형 DAC 설비를 설계하고 제작했다. 최민기 KAIST 교수 연구진은 2016년부터 이산화탄소 제거 흡착제를 연구한 노하우를 바탕으로 건식 이산화탄소 흡착제를 개발했다. 기존 기술과 비교해 흡착 성능과 경제성, 장기 안정성을 동시에 확보한 것이 큰 특징이다.
박용기 화학연 책임연구원 연구진은 이산화탄소 흡착과 탈착 과정에서 필요한 온도, 압력 조건을 조정해 이산화탄소를 고농도로 반복 포집할 수 있도록 장치를 설계, 제작했다.
개발한 장치는 에코프로에이치엔에서 소형 설비로 제품화되고 있다. 특정 지점과 시설에 국한되지 않고 다양한 장소에 설치할 수 있고, 스마트팜과 같은 농업 현장에서 효율적으로 이산화탄소 농도를 조절할 수 있을 전망이다.
현재 경상북도 상주 스마트팜혁신밸리에 설치된 1세대 DAC 장치는 토마토 재배 환경에서 실제 성능 검증을 마쳤다. 실험 결과 이산화탄소 농도를 600~700ppm까지 높이는 데 성공했으며, 성능 개선을 통해 800~1000ppm을 목표로 하고 있다. 이후 미세조류를 포함한 다른 분야 농작물에도 소형 DAC 설비를 적용할 방침이다.
이영국 화학연 원장은 "이번 기술은 공공 연구 기관과 대학, 기업이 협력해 실제 농업 현장에서 적용될 수 있는 기술로 발전했다는 점에서 의미 있는 기술"이라며 "스마트팜의 생산성 향상과 함께 탄소 저감이라는 국가적 과제 해결에도 기여할 것"이라고 기대했다.