바이오매스 다공성 탄소 기반 CO2 포집 기술

탄소 배출 저감 및 C1 자원 회수를 위한 바이오매스 유래 탄소 기반 이산화탄소(CO2) 포집 기술은 탄소중립 목표 달성에 중요합니다. 그러나 높은 CO2 포집 효율을 유지하면서 재생 에너지 소비를 줄이는 바이오매스 기반 다공성 탄소 개발은 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구는 바이오매스 기반 탄소의 조절 가능한 기공 구조와 광열 특성을 활용하여, 흡착과 태양광 기반 탈착을 통합한 효율적이고 저에너지 CO2 포집 기술을 제안합니다. 특히, 기계적 압축을 통해 다공성 탄소의 초미세 기공 부피를 25% 증가시켰으며, 이는 CO2 흡착 용량의 25% 향상으로 이어졌습니다. 이론적 계산 및 상관관계 분석 결과, 초미세 기공 부피, 질소 도핑, 산소 도핑이 CO2 흡착에 중요한 역할을 함을 규명했습니다. 또한, 1-sun 조명 하에서 제조된 다공성 탄소의 표면 온도는 6분 이내에 57.1°C로 빠르게 상승하여 약 71.0°C에서 안정화되었고, 75%의 재생 효율을 보였습니다. 이러한 연구 결과는 고효율 저에너지 CO2 포집 기술 개발을 위한 이론적 및 실질적인 통찰력을 제공합니다.