MTR, 세계 최대 멤브레인 탄소 포집 테스트 시설 완공

멤브레인 기술회사인 MTR은 미국 와이오밍주 질레트에 위치한 와이오밍 통합 테스트 센터(WITC)에 획기적인 탄소 포집 테스트 시설을 완공했다고 17일(현지시각) 밝혔다.

카본헤럴드에 따르면, 이 시설은 연간 5만5000톤의 이산화탄소(CO₂)를 포집할 수 있도록 설계된 세계 최대 규모의 멤브레인 기반 탄소 포집 시설이다. MTR은 이 시설을 국립 에너지기술연구소(NETL)와 협력하여 구축했으며, 미국 에너지부(DOE)의 화석연료 대규모 파일럿 프로그램을 통해 자금을 지원받았다. 해당 프로그램은 혁신 기술을 실증하기 위한 대규모 테스트 시설을 통해 새로운 기술의 상업적 가능성을 평가하고 시장 도입을 가속화하는 데 중점을 둔다.  

이 테스트 시설은 석탄 화력 발전소인 베이슨 일렉트릭(Basin Electric)의 드라이포크스테이션(Dry Fork Station)에서 하루 최대 150톤의 이산화탄소를 포집할 수 있도록 설계됐다.

특히, 이 시설의 핵심 기술인 MTR의 폴라리스(Carbon Capture Polaris™) 멤브레인 공정은 화학 물질을 사용하지 않고 물 소비량이 적으며, 열이나 증기 입력 없이도 작동하는 혁신적인 탄소 포집 기술이다. 이 기술은 MTR과 미국 에너지부가 15년에 걸쳐 공동 개발한 결과물로, 철강, 시멘트, 폐기물, 에너지, 발전, 산업 제조 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 높은 확장성을 자랑한다. 

멤브레인 탄소 포집 기술은 어떤 원리로 작동할까. MTR의 폴라리스 탄소 포집 기술은 가스 분리 멤브레인을 기반으로, 이산화탄소를 효과적으로 분리하고 포집하는 첨단 기술이다. 이 멤브레인은 특정 가스를 선택적으로 통과시키는 투과성을 이용, 이산화탄소를 다른 가스(예: 질소, 산소)보다 더 쉽게 분리하도록 설계됐다. 

구체적으로, 탄소 포집 대상이 되는 배출가스가 멤브레인 시스템에 유입되면, 고압 상태에서 이산화탄소 분자만 멤브레인을 통과하고, 질소(N₂), 산소(O₂), 수증기 등 다른 가스는 배출된다. 이 과정을 통해 이산화탄소가 농축된 고순도 가스와 이산화탄소가 제거된 배출가스로 분리된다. 

멤브레인 기반 시스템은 기존의 화학적 용매(예: 아민)나 흡착제를 사용하는 기술에 비해 공정이 단순하고 에너지 소모가 적다. 또한, 고체 멤브레인 소재는 유지보수가 간단하며, 설치 공간도 상대적으로 작다. 

MTR의 폴라리스 기술이 에너지 효율성과 낮은 유지비용을 바탕으로 탄소 포집 기술의 선두 주자가 될 지 주목받고 있다.