바이오솔리드에서 수소·탄소 추출하는 기술

호주 멜버른 RMIT대학 연구팀이 하수 폐수로부터 수소를 생산하는 비용 효율적인 방법을 개발했다. 이 처리 과정 중 바이오솔리드에서 수소가스를 생성할 수 있고 탄소 성분을 모두 회수해 자원화할 수 있다.

연구팀에 따르면 보통 침전물 처리된 뒤 농업용 비료, 토양 개량제로 재사용할 수 있다. 하지만 전체 중 30%는 처리되지 않고 매립지에 간다. 또 하수에서 발생하는 메탄을 주성분으로 하는 바이오가스 재생 가능 연료로 사용할 수 있지만 그 자체가 이산화탄소에 버금가는 강력한 온실가스이며 연소하면 이산화탄소가 배출되기 때문에 완전한 청정에너지라고 할 수 없다.

수소에너지 국제저널(International Journal of Hydrogen Energy)에 심사와 함께 게재된 논문에 따르면 먼저 하수 중 바이오솔리드를 탄소가 풍부한 바이오 숯으로 변환한다. 이 바이오숯에는 중금속이 포함되어 있으며 바이오가스로부터 수소를 생산하기 위한 이상적인 촉매로 상할 수 있다.

연구팀은 독특한 디자인으로 특허로 획득한 초고효율 반응기를 개발하고 바이오솔리드에서 수소와 고부가가기치 바이오숯을 동시에 생성 가능했다. 인간 배설물에서 발생되는 바이오가스에 비유한 메탄을 풍부하게 함유한 가스를 이용한 시험 운전에서 반응기를 설정 온도 900도에서 실행시켜 첫 30분 안에 가스에 포함된 메탄 65∼71%를 수소로 변환할 수 있는지 확인한다.

생성된 바이오 숯은 탄소나노소재로 코팅된 온실가스를 포착, 대기에 방출을 방지한다. 환경 복구용 또는 농업용 토양 개량제 등으로 사용된다. 또 이 연구에서 설계된 반응기는 오수 처리 뿐 아니라 바이오매스 플라스틱, 코팅 산업에 이용할 가능성이 있다. 현재 호주 빅토리아주 공익 기업인 사우스이스트워터(South East Water)가 이 기술 실용화 가능성을 평가하기 위해 파일럿 설비 건설을 시작하고 있다.

연구팀은 바이오솔리드를 이용해 바이오가스에서 완전히 깨끗한 연료를 생산하면서 온실가스 배출을 방지한다면 환경 면에서도 경제적으로도 큰 승리를 이끌어낼 수 있다고 밝혔다. 만일 이를 실현하면 인간이 생활하는 한 무한대로 배출되는 바이오솔리드가 청정에너지원으로 이용될 미래가 올 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.