25년08월25일, 오늘의 과학 - 스마트폰 충전기로 CO₂ 잡는다?

📱 스마트폰 충전기로 CO₂ 잡는다? KAIST·MIT의 초고효율 DAC 기술

공기를 정화하는 새로운 과학의 등장

🌍 공기를 정화하는 새로운 과학의 등장

“스마트폰 충전기 수준의 전력만으로 지구 대기를 깨끗하게 할 수 있다면 어떨까요?”
이 놀라운 가능성이 현실로 다가오고 있습니다.

 

한국과학기술원(KAIST)과 미국 매사추세츠공대(MIT) 공동 연구진이

불과 3 볼트 전력으로 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 95% 이상 걸러내는

초고효율 직접공기포집(DAC, Direct Air Capture) 기술을 세계 최초로 개발했습니다.

 

이번 연구 성과는 단순히 탄소 배출을 줄이는 것을 넘어,

대기 자체를 정화하는 도구로 주목받고 있으며, 국제 학술지 Advanced Materials에 표지 논문으로 게재되었습니다.

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⚡ 왜 DAC 기술이 어려웠을까?

대기 중 CO₂ 농도는 약 **0.04%**에 불과합니다.
즉, 바늘구멍에서 모래알 찾기처럼 아주 희박한 성분을 찾아내야 하는 셈이죠.

지금까지 DAC 기술은 몇 가지 난관 때문에 상용화가 더뎠습니다.

1. 낮은 농도 문제 → 공기 수십만 리터를 통과시켜야 충분한 CO₂를 모을 수 있음
2. 막대한 에너지 소모 → 포집한 CO₂를 다시 분리할 때 전체 에너지의 70% 이상 소모
3. 대형 장치 필요 → 고온 증기, 복잡한 기계 장치가 있어야 작동

즉, “효율적이지만 너무 비싼 기술”이라는 한계가 있었습니다.

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🔬 KAIST·MIT의 해결책: 전기로 ‘섬유’를 달군다

전기로 ‘섬유’를 달군다

 

연구진은 발상을 전환했습니다.
👉 “뜨거운 증기 대신, 전기를 직접 흘려서 소재 자체가 스스로 달궈지게 만들면 어떨까?”

여기서 등장한 것이 은 나노 복합체 전도성 섬유입니다.

• 섬유 내부에는 CO₂를 잘 붙잡는 소재가 들어 있습니다.
• 겉면은 은 나노입자로 코팅되어 있어 전기가 잘 흐릅니다.
• 전기가 흐르면 섬유가 스스로 뜨거워지면서 CO₂를 붙잡았다가, 온도를 조절해 쉽게 떼어낼 수 있습니다.

비유하자면, 전기 찜질팩과 비슷합니다.
찜질팩 속에 특수한 알갱이가 있어 열을 받으면 독특한 반응을 하듯,

이 섬유는 열이 가해지면 CO₂를 빨아들이고, 다시 전기 조절로 CO₂를 내뱉습니다.

👉 3 볼트(스마트폰 충전기 수준) 전력으로도 불과 **80초 만에 110℃**에 도달
👉 불필요한 열 손실은 20% 감소
👉 실제 공기 중에서 95% 이상의 고순도 CO₂ 포집 성공

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🏭 어디에 활용될까?

어디에 활용될까?

 

이 기술은 단순한 실험실 성과가 아니라, 실제 산업과 도심에 바로 적용할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

• 재생에너지 연계: 태양광·풍력과 직접 연결 → RE100 기업들이 탄소중립 공정에 활용
• 빌딩 공조 시스템: 도심 건물의 에어컨·환기 시스템과 결합 → 공기를 순환시키며 CO₂ 동시 제거
• 분산형 반응기: 작은 규모의 전기 시스템과 결합 → 농촌·도시 지역 단위 탄소 관리 가능

즉, ‘대형 공장 전용 기술’이 아니라, 도심 속 건물에서도 사용할 수 있는 ‘도심형 DAC’가 될 수 있습니다.

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📑 연구의 의미와 국제적 파급력

연구의 의미와 국제적 파급력

• 연구팀: KAIST 고동연 교수팀 + MIT T. Alan Hatton 교수팀
• 성과 발표: 국제 학술지 Advanced Materials (2025년, 표지 논문)
• 특허 확보: 2022년 말 국제 특허 출원 → 원천 기술 선점

고동연 교수는 “이 기술은 단순히 이산화탄소 배출을 줄이는 수준을 넘어,

공기 자체를 깨끗하게 만드는 핵심 수단”이라며,

“산업 현장뿐 아니라 도심 시스템에도 적용 가능해 한국이 DAC 기술을 선도할 것”이라고 밝혔습니다.

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📊 정리: 스마트폰 충전기로 CO₂ 잡는 기술

구분	기존 DAC 문제	KAIST·MIT 기술
에너지 소모	고온 증기, 복잡한 장치 필요	3V 전기만으로 구동
CO₂ 포집 효율	낮음, 재생 과정에서 손실	95% 이상 고순도 포집
설치 범위	대형 산업 시설 중심	빌딩·도심·재생에너지 시스템 가능
상용화 전망	비용·효율 제약	특허 확보, 응용 준비 완료

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🌐 상용화 까진 얼마나?

상용화 까진 얼마나?

 

KAIST·MIT의 e-DAC 기술은 기술적 혁신성과 경제적 잠재력이 크기 때문에, 상용화 시기는 비교적 빠를 수 있습니다.
빠르면 2~5년 내 파일럿 단계 진입, 5~10년 내 산업·도심 중심의 본격 상용화,

그리고 10년 정도면 광범위하게 상용 도입이 가능할 것으로 전망됩니다.
물론 이는 정책 지원, 자금 확보, 시장 수요, 기술적 보강 등 현실적 조건에 따라 달라질 수 있어요.

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🔮 결론: 작은 전력이 바꾸는 큰 미래

KAIST와 MIT가 공동 개발한 이번 전기 구동 DAC 기술은
✔️ 저전력,
✔️ 고효율,
✔️ 재생에너지 연계성
을 모두 갖춘 차세대 기후 대응 무기입니다.

 

스마트폰 충전기의 작은 전력이 대기 속 보이지 않는 CO₂를 모아 지구의 숨결을 되살릴 수 있다는 사실은 매우 상징적입니다.

가까운 미래에는 공장 굴뚝뿐 아니라,

우리가 일하는 사무실·학교·집의 환기 시스템 속에서도 이런 기술이 작동하게 될지도 모릅니다.

👉 다음 글에서는 **“DAC 기술의 글로벌 경쟁 현황과 한국의 전략”**에 대해 이어가겠습니다.

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📌 참고 문헌

• KAIST 공식 보도자료
• Advanced Materials (2025), DOI: 10.1002/adma.202504542

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