새로운 직접 공기 포집 방법으로 세계가 순 제로 탄소 배출 달성에 한 걸음 더 가까워질 수 있습니다.

Rice University의 혁신적인 엔지니어 팀은 최신 개발을 통해 탄소 포집 산업에서 중요한 이정표를 달성했습니다.

A team of innovative engineers from Rice University has achieved a major milestone in the carbon capture industry with their latest development that could revolutionize the market. The researchers successfully created an electrochemical reactor that can enhance carbon capture from the atmosphere with unmatched efficiency and no harmful byproducts. Here's how this new direct air capture method could make the world one step closer to achieving net-zero carbon emissions in the future.

Rice University의 혁신적인 엔지니어 팀은 시장에 혁명을 일으킬 수 있는 최신 개발을 통해 탄소 포집 산업에서 중요한 이정표를 달성했습니다. 연구진은 비교할 수 없는 효율성과 유해한 부산물 없이 대기에서 탄소 포집을 향상시킬 수 있는 전기화학 반응기를 성공적으로 만들었습니다. 이 새로운 직접 공기 포집 방법을 통해 세계가 미래에 순 제로 탄소 배출 달성에 한 걸음 더 가까워질 수 있는 방법은 다음과 같습니다.

Emissions Reach New Heights Resulting in Climate Disasters

배출량이 새로운 수준에 도달하여 기후 재해를 초래함

A report published in BioScience studying the current state of the climate found that the world is “on the brink of an irreversible climate disaster.” The same study showed that fossil fuel emissions have increased to an all-time high. This growth was highlighted by the fact that the 3 hottest days ever occurred in July of 2024. Additionally, the sea surface temperatures hit new records in 2024 in multiple regions.

현재의 기후 상태를 연구하는 생명과학(BioScience)에 게재된 보고서에 따르면 세계는 “돌이킬 수 없는 기후 재앙에 직면해 있다”고 합니다. 같은 연구에 따르면 화석 연료 배출량이 사상 최고치로 증가한 것으로 나타났습니다. 이러한 성장은 2024년 7월에 역대 가장 더운 3일이 발생했다는 사실로 인해 강조되었습니다. 또한 해수면 온도는 2024년 여러 지역에서 새로운 기록을 세웠습니다.

All of this climate data points to the undeniable fact, that it's time for governments to take the initiative. Thankfully there are several approaches they have as options. Driving sustainability and renewability is at the core of this approach. From pushing for more EVs and alternative energy sources to taxing wasteful manufacturers, there are solutions worth following.

이 모든 기후 데이터는 이제 정부가 주도권을 잡아야 할 때라는 부인할 수 없는 사실을 지적합니다. 고맙게도 옵션으로 사용할 수 있는 몇 가지 접근 방식이 있습니다. 지속 가능성과 재생성을 추진하는 것이 이 접근 방식의 핵심입니다. 더 많은 EV 및 대체 에너지원을 추진하는 것부터 낭비적인 제조업체에 세금을 부과하는 것까지 따라야 할 솔루션이 있습니다.

Notably, there isn’t one option that can solve this problem. People will need to change their habits alongside technological advancements to achieve victory. One such tech, Carbon capture, usage, and storage (CCUS) is seen as one of the best ways to help achieve these goals.

특히 이 문제를 해결할 수 있는 옵션은 하나도 없습니다. 사람들은 승리를 달성하기 위해 기술 발전과 함께 습관을 바꿔야 합니다. 그러한 기술 중 하나인 CCUS(탄소 포집, 사용 및 저장)는 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 되는 가장 좋은 방법 중 하나로 간주됩니다.

Direct Air Capture – Current Methods

직접 공기 포집 - 현재 방법

Reducing carbon emissions is a priority for environmentalists globally. Notably, direct air capture is the most popular method of removing CO2 from the atmosphere. There are several ways that this process can be initiated. However, they all require the use of dangerous chemicals that leave byproducts, or an intense amount of energy is required to complete the extraction process.

탄소 배출을 줄이는 것은 전 세계적으로 환경보호론자들의 최우선 과제입니다. 특히, 직접 공기 포집은 대기에서 CO2를 제거하는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 이 프로세스를 시작하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그러나 모두 부산물을 남기는 위험한 화학 물질을 사용하거나 추출 과정을 완료하려면 엄청난 양의 에너지가 필요합니다.

The most popular methods use chemicals to bond carbon and oxygen atoms in the gas molecules to other compounds in purpose-selected liquids. The CO2 is introduced via a mixed gas stream of varying degrees and strengths to trap the dioxide molecules in the liquid. Once contained in the solutions, the CO2 extraction process begins.

가장 널리 사용되는 방법은 화학 물질을 사용하여 가스 분자의 탄소 및 산소 원자를 특정 목적에 맞는 액체의 다른 화합물에 결합시키는 것입니다. CO2는 다양한 정도와 강도의 혼합 가스 흐름을 통해 도입되어 액체에 이산화물 분자를 가두어 놓습니다. 용액에 포함되면 CO2 추출 과정이 시작됩니다.

The extraction process is the most energy-intensive part of the procedure. Depending on the gas options it can require multiple steps and highly specialized locations. The most common methods of extracting CO2 from the solvents involve heat, chemical reactions, or electrochemical processes. Additionally, the type of solvent used dictates the intensity and effectiveness of this approach.

추출 과정은 가장 에너지 집약적인 부분입니다. 가스 옵션에 따라 여러 단계와 고도로 전문화된 위치가 필요할 수 있습니다. 용매에서 CO2를 추출하는 가장 일반적인 방법에는 열, 화학 반응 또는 전기화학 공정이 포함됩니다. 또한 사용되는 용매 유형에 따라 이 접근 방식의 강도와 효율성이 결정됩니다.

Amine-based Sorbents

아민 기반 흡착제

The most popular solution used for carbon capture is Amine-based sorbets. This solution is effective at trapping CO2 without using a lot of energy. However, the solution is unstable and toxic, resulting in additional risk and storage costs following the process.

탄소 포집에 사용되는 가장 널리 사용되는 솔루션은 아민 기반 셔벗입니다. 이 솔루션은 많은 에너지를 사용하지 않고도 CO2를 포집하는 데 효과적입니다. 그러나 솔루션은 불안정하고 독성이 있어 프로세스에 따라 추가적인 위험과 보관 비용이 발생합니다.

Sodium and Potassium Hydroxide

나트륨 및 칼륨 수산화물

Scientists have also introduced a less toxic approach that utilizes Sodium or potassium hydroxides as the trapping solvent. This strategy provides solid bonds between the CO2 and solvent atoms. The problem is that the bonds are so strong they require an enormous amount of heat to break, releasing the carbon. As such, this method is expensive and requires a lot of specialty equipment.

과학자들은 또한 나트륨 또는 수산화칼륨을 포집 용매로 활용하는 독성이 적은 접근 방식을 도입했습니다. 이 전략은 CO2와 용매 원자 사이에 견고한 결합을 제공합니다. 문제는 결합이 너무 강해서 끊어지고 탄소를 방출하는 데 엄청난 양의 열이 필요하다는 것입니다. 따라서 이 방법은 비용이 많이 들고 특수 장비가 많이 필요합니다.

Direct Air Capture PSE Reactor Study

직접 공기 포집 PSE 반응기 연구

Recognizing the limitations of these technologies and the clear demand for a more sustainable and easier-to-integrate solution. RICE University engineers went to work creating the first room temperature direct air capture device. The team published their findings in Nature Energy.

이러한 기술의 한계와 보다 지속 가능하고 통합하기 쉬운 솔루션에 대한 명확한 요구를 인식합니다. RICE 대학의 엔지니어들은 최초의 실온 직접 공기 포집 장치를 만드는 작업에 착수했습니다. 팀은 Nature Energy에 연구 결과를 발표했습니다.

Source – RICE University

출처 - RICE 대학

The report introduces the PSE (Porous Solid Electrolyte) reactor. This electrochemical regeneration device relies on electrical energy to separate carbon from the air rather than heat or other more expensive methods. The reactor described integrates a porous solid electrolyte layer, enabling researchers to optimize electrical inputs. These inputs dictate ion movement and mass transfer, ushering CO2 molecules away using current rather than chemicals.

보고서에는 PSE(Porous Solid Electrolyte) 반응기가 소개되어 있습니다. 이 전기화학적 재생 장치는 열이나 기타 더 비싼 방법보다는 전기 에너지를 사용하여 공기에서 탄소를 분리합니다. 설명된 반응기는 다공성 고체 전해질 층을 통합하여 연구자들이 전기 입력을 최적화할 수 있도록 합니다. 이러한 입력은 이온 이동과 물질 이동을 지시하여 화학 물질이 아닌 전류를 사용하여 CO2 분자를 멀리 이동시킵니다.

Direct Air Capture PSE Reactor Test Results

직접 공기 포집 PSE 반응기 테스트 결과

The reactor successfully proved it could remove CO2 without the need for heat. Its modular three-chambered structure allows the reactor to separate alkaline absorbent in one and high-purity carbon dioxide in the other. The team found that the reactor could selectively split NaHCO3/Na2CO3 solutions with 90% capture capacity. Impressively, the reactor only required a tiny amount of energy and proved to be resilient across different mixtures.

원자로는 열 없이도 CO2를 제거할 수 있다는 것을 성공적으로 입증했습니다. 모듈식 3챔버 구조를 통해 반응기는 한쪽에서는 알칼리 흡수제를, 다른 쪽에서는 고순도 이산화탄소를 분리할 수 있습니다. 연구팀은 원자로가 90% 포집 용량으로 NaHCO3/Na2CO3 용액을 선택적으로 분리할 수 있다는 것을 발견했습니다. 놀랍게도 원자로는 아주 적은 양의 에너지만 필요했고 다양한 혼합물에서도 탄력성이 있는 것으로 입증되었습니다.

Hydrogen Generation

수소 생성

The report also found that the process can be used to cogenerate hydrogen. Hydrogen fuel is already in use to power a variety of items, heat homes, and much more. Hydrogen fuel cells can cleanly and efficiently produce electricity. It makes sense to add them to the team's overall goal of driving sustainability to new heights.

보고서는 또한 이 공정이 수소를 열병합 생성하는 데 사용될 수 있음을 발견했습니다. 수소 연료는 이미 다양한 품목에 전력을 공급하고 주택 난방 등을 위해 사용되고 있습니다. 수소 연료전지는 깨끗하고 효율적으로 전기를 생산할 수 있습니다. 지속 가능성을 새로운 차원으로 끌어올리려는 팀의 전반적인 목표에 이를 추가하는 것이 합리적입니다.

Benefits the Direct Air Capture PSE Reactor Brings to the Market

직접 공기 포집 PSE 반응기가 시장에 가져오는 이점

This research brings a lot of benefits to the table. For one, the entire project relies on already available and tested technologies. This strategy makes the venture more practical. It’s easier to integrate, train new users, and innovate the process, as products like

이 연구는 많은 이점을 제공합니다. 우선, 전체 프로젝트는 이미 사용 가능하고 테스트된 기술에 의존합니다. 이 전략은 벤처를 더욱 실용적으로 만듭니다. 다음과 같은 제품을 통합하고, 새로운 사용자를 교육하고, 프로세스를 혁신하는 것이 더 쉽습니다.