CO2 포집 및 지중 저장을 위한 흡착제 비교

대기 중 이산화탄소(CO2) 농도 증가는 기후 변화의 주요 원인으로, 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 개발의 시급성을 강조한다. 본 논문은 CO2 포집 및 장기 저장을 위한 다공성 흡착제인 제올라이트, 금속유기골격체(MOF), 활성탄 세 가지 주요 물질군을 비교 분석한다. 각 물질의 구조적 특성, 흡착 용량, 수분 안정성, 경제성을 평가하여 강점과 약점을 파악했다. 또한, 고갈된 유전 및 가스 저장소에 이러한 물질을 주입하는 다섯 가지 방법(직접 현탁액 주입, 고분자 보조 수송, 폼 보조 전달, 제어 방출 캡슐화, 사전 형성 입자 겔)을 논의한다. MOF-탄소 복합체 및 고분자 기능화 물질과 같은 하이브리드 시스템의 잠재력도 지하 환경에서의 선택성과 내구성 향상 측면에서 검토되었다. 이 연구는 재료 과학과 지하 공학을 연결하여 실제 CCS 응용 분야에서 흡착제 선택 및 활용에 대한 지침을 제공한다. 주요 결과로 MOF는 최대 7000 m2/g의 표면적과 3.5–8.0 mmol/g의 CO2 흡착 용량을 보이며 가장 높은 흡착 성능을 나타냈고, 활성탄은 비용 효율적인 성능을 제공하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 CCS 배치의 최적화를 지원하고 기후 변화 대응 및 넷제로 배출 목표 달성에 기여한다.