KAIST 고효율 직접공기포집 기술, ‘글로벌 탄소 제거 대회’ 최종 4팀 선정

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 전기차 배터리 공법을 응용한 고효율 직접공기포집(DAC) 기술을 개발해 세계적인 탄소 제거 경연에서 최종 우승권에 진입하며 기술력을 입증했다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 고동연 교수팀의 DAC 기술이 글로벌 비영리 단체 오픈에어가 주관하는 ‘2026 탄소 제거 챌린지’에서 전 세계 톱 4개 팀에 이름을 올렸다고 24일 밝혔다.

전 세계 30여 개 대학이 경쟁한 이번 대회는 기술의 실용성과 대규모 확산 가능성을 엄격히 따졌다. KAIST는 미시간대, 코넬대 등 유수의 명문팀과 어깨를 나란히 하며 최종 4팀에 포함되는 쾌거를 이뤘다.

직접공기포집 기술은 대기 중 이산화탄소를 줄일 수 있는 혁신적 방법으로 평가받아 왔지만, 낮은 효율과 높은 비용이 상용화의 가장 큰 걸림돌이었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 ‘전기차 배터리’제조 방식에서 해답을 찾았다.

연구팀은 ‘전기차 배터리’ 생산 공정에서 DAC 기술 저효율·고비용 문제 해결의 실마리를 찾았다.

연구팀은 액체 대신 분말을 압착해 필름 형태를 만드는 배터리의 ‘건식 공정’을 도입했다. 이 방식은 탄소 흡수 물질을 극도로 촘촘하게 배치할 수 있어 한 번에 포집 가능한 탄소량을 획기적으로 늘려준다.

이 기술을 통해 탄소 흡착 소재의 비중을 97%까지 극대화하면서 마치 고밀도 스펀지가 물을 빨아들이듯 대량의 이산화탄소를 포착하는 구조를 완성했다. 배터리 효율 향상 기술이 지구 환경을 정화하는 기술로 탈바꿈한 것이다.

포집된 탄소를 다시 분리해내는 재생 과정에서도 성능을 획기적으로 개선했다. 연구팀은 ‘전기 저항 가열(Joule heating)’ 방식을 도입해 전기를 흘려 내부에서 즉시 열을 발생시키는 구조를 구현했다. 이는 전기를 넣으면 바로 뜨거워지는 토스터기처럼, 내부에서 빠르게 열을 만드는 방식이다. 이로 인해 단 1분 만에 이산화탄소를 빠르게 방출하고 재사용이 가능해졌으며, 전기차 냉각 시스템을 접목해 열을 식히는 시간까지 약 60% 단축했다.

전체 공정 속도와 생산성도 크게 향상됐다. 토스터기처럼 내부에서 열을 즉각 발생시켜 탄소를 방출하는 이 기술은 재생 시간을 1분 내외로 단축했으며 전기차 냉각 기술을 접목해 전체 공정 속도를 대폭 끌어올렸다.

고동연 교수는 “향후 글로벌 협력을 통해 기술 상용화와 확산을 적극 추진할 계획”이라고 설명했다.

연구팀은 내달 20일 미국 뉴욕에서 개최되는 ‘2026 카본 언바운드’ 컨퍼런스에 초청받아 시상식에 참석한다.

한편 이번 연구는 KAIST 박인준 박사과정생이 주도했으며 김시은, 김준성, 박인환, 이민형, 강주연 학생과 카롤리네 헤비쉬(Karoline L. Hebisch), 천무진 박사가 참여했다.