KAIST 고동연 교수 연구팀이 공기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 고효율 기술로 글로벌 탄소 제거 대회에서 상위 4개 팀에 선정됐다.

이번 성과는 글로벌 비영리단체 오픈에어가 주최한 ‘탄소 제거 챌린지’에서 이뤄졌다. KAIST를 포함해 미시간대학교, 럿거스대학교, 코넬·프린스턴·컬럼비아대 연합팀 등 4개 팀만 최종 선정됐다.

핵심 기술은 직접공기포집이다. 대기 중 이산화탄소를 직접 제거하는 방식으로, 탄소중립 실현의 핵심 기술로 꼽히지만 높은 비용과 낮은 효율이 한계로 지적돼 왔다.

연구팀은 전기차 배터리 제조에 쓰이는 ‘건식 공정’을 적용해 문제를 해결했다. 액체 없이 분말을 압축해 필름 형태로 만드는 방식으로, 탄소 흡착 물질을 촘촘히 배치해 포집 효율을 크게 높였다. 이로써 흡착 소재 함량을 최대 97wt%까지 끌어올렸다.

포집된 이산화탄소를 분리하는 과정에서도 개선이 이뤄졌다. 연구팀은 전기를 흘려 내부에서 열을 발생시키는 줄 가열 방식을 도입해 약 1분 만에 이산화탄소를 빠르게 방출할 수 있도록 했다. 여기에 전기차 냉각 시스템을 적용해 냉각 시간도 약 60% 단축했다.

이러한 기술 결합으로 전체 공정 속도와 생산성이 크게 향상되며, 기존 DAC 기술의 상용화 장벽을 낮췄다는 평가다.

고동연 교수는 “탄소포집 기술의 혁신성과 실용 가능성을 동시에 인정받은 결과”라며 “글로벌 협력을 통해 상용화를 추진하겠다”고 밝혔다.

연구팀은 오는 5월 미국 뉴욕에서 열리는 ‘카본 언바운드 2026’에 초청돼 기술을 발표할 예정이다.

이번 연구는 KAIST 박인준 박사과정생이 주도했으며 김시은·김준성·박인환·이민형·강주연 학생과 카롤리네 헤비쉬(Karoline L. Hebisch), 천무진 박사가 참여했다. 연구는 Saudi Aramco-KAIST 이산화탄소연구센터의 지원을 받아 수행됐다.