대기 중 이산화탄소 농도는 산업혁명 이후 급격히 증가해왔다. 최근 몇 년간 매년 2~3ppm 정도씩 증가해왔으며, 2023년 기준 이산화탄소 농도는 약 420ppm을 넘어선 것으로 알려져 있다. 그 결과 지구 평균 기온은 약 1.2도 상승했으며, 이에 따라 해수면 상승, 생태계 파괴, 이상기후 등의 문제가 발생하고 있다.
카이스트 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 29일(월) 공기 중 이산화탄소를 효율적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 해당 기술은 연구팀 소속 김규남 박사과정의 창업기업 소브(Sorv, 대표 김규남)를 통해 상업화를 추진 중이다. 이로써 대기 중 이산화탄소 증가로 인한 각종 문제를 해결할 수 있는 획기적 수단이 될 수 있을지 기대되는 대목이다.
전기만으로 구동할 수 있는 탄소 포집 기술
고동연 교수 연구팀이 개발한 기술은 순수 전기만으로 구동할 수 있는 것이 특징이다. 태양광, 풍력 등 친환경 재생에너지를 이용할 수 있으므로, 이산화탄소 포집을 위해 환경에 악영향을 미치는 방식의 에너지를 공급해야 하는 역설을 피할 수 있다.
희박한 농도의 이산화탄소를 효과적으로 포집하기 위해, 연구팀은 고성능의 흡착 소재를 도입했다. 여기에 전기로 작동하는 가열원으로 열을 가해 순수한 이산화탄소를 얻어내는 방식이다. 가열원을 작동시키기 위해 별도의 복잡한 설비가 필요하지 않으므로, 전기에 접근성이 있는 모든 환경에 배치해 보다 효율적으로 이산화탄소를 포집할 수 있다.
이러한 과정을 통해 얻어낸 이산화탄소는 합성 연료 생산 및 플라스틱을 비롯한 자원 재활용에 접목할 수 있다. 탄소중립 방식으로 널리 활용함으로써 환경친화적인 성과를 낼 수 있는 것이다.
각종 산업의 이산화탄소 배출량 관리
2023년을 기준으로 대기 중 이산화탄소 농도가 420ppm이라는 것은 대기 중 0.042%가 이산화탄소임을 의미한다. 희박한 농도로 보일 수 있지만, 과거에 비해 뚜렷해진 온실효과로 인해 나타난 결과를 생각하면 파괴력이 무척 크다는 것을 실감할 수 있다.
이산화탄소는 인간이 살아가는 대부분의 장소에서 배출되지만, 대규모로 배출되는 곳을 꼽으라면 보통 화석연료를 사용하는 곳이라 할 수 있다. 즉, 발전소나 각종 공장들이라는 의미다. 고동연 교수팀이 개발한 기술이 상용화될 경우, 이러한 필수 산업에서 배출되는 이산화탄소가 보다 효과적으로 줄어들 가능성이 생긴다.
배출되는 이산화탄소의 양을 줄이고 이를 활용해 환경친화적인 자원 재활용이 가능해진다면 일석이조의 효과를 거둘 수 있는 셈이다.
공중위생과 건강에의 영향은?
산업에서 대규모로 발생되는 이산화탄소가 효과적으로 관리된다면 대기 중의 이산화탄소 농도는 획기적으로 줄어들 수 있을 것이다. 이는 대중 건강 차원에서도 뚜렷한 장점이 된다.
먼저 이산화탄소 배출이 줄어듦으로써 미세먼지나 유해한 가스의 농도가 감소할 가능성이 생긴다. 미세먼지가 유발할 수 있는 호흡기 및 심혈관계 질환의 유병률이 개선될 것을 기대할 수 있다는 의미다. 이렇게 되면 사람들은 ‘마스크 없는 삶’을 되찾을 수 있는 가능성이 생긴다.
보다 맑은 공기를 마주하게 되면 대중의 전반적인 정신건강에도 긍정적인 효과가 생길 것이다. 미세먼지의 증가가 불안, 강박, 우울증의 증가와 연관이 있다는 연구결과가 있었다. 반대로 말하면, 대기 질이 개선되면 스트레스와 불안이 감소할 수 있다는 것이다. 이는 사회 전반적으로 건강이 증진되는 효과를 가져올 것이다.
보다 대승적으로는 환경개선을 기대해볼 수 있다. 이산화탄소는 주요 온실가스 중 하나이므로, 이산화탄소 배출량 감소는 지구온난화를 완화시키는 효과를 가져올 것이다. 이로 인해 폭염 등 이상기후도 완화될 것을 기대할 수 있으며, 이에 따른 온열질환 등 질병의 발생에도 영향을 미칠 것이라 기대해볼 수 있다.