쓰레기 매립장 발생 가스 → 친환경 합성가스
쓰레기 분해과정에는 메탄과 이산화탄소가 섞인 매립지 가스(LFG)가 20~30년간 발생한다.
매립지 가스는 대표적인 온실가스로 꼽히지만 현재 적절한 처리 방법이 없어 대부분 자연 배출한다.
일부 대형 매립지에서만 스팀터빈 발전시설을 구축해 자원화하고 있다. 매립지 가스 발생량이 적은 곳은 열량 부족과 효용 문제로 설비를 갖출 수 없는 형편이다.
기계연 연구팀은 매립지 가스를 합성가스로 바꾸고 이를 다시 메탄올과 DME로 전환하는 공정을 중소규모 매립지에 적용할 수 있도록 설비를 소형화했다. 액화석유가스(LPG)와 성질이 비슷한 DME은 매연이 적어 친환경적이다.
연구팀은 아울러 기계연이 보유한 플라스마 제어 경험과 독창적인 반응기 디자인으로 독자적인 기술력을 확보했다.
이를 통해 공정 열효율을 기존 50％ 이하에서 76％까지 향상시켰다. 이를 통해 난분해성 가스인 메탄과 이산화탄소를 최대 99％까지 전환하는 데 성공했다. 합성가스 내 수소·이산화탄소 비율 조절이 가능해 적용 현장 수요에 따라 메탄올·DME을 선택적으로 만들 수 있다.
플라스마 아크를 소용돌이처럼 회전시켜 접촉면을 넓히고 10㎝ 이상 길이에서도 안정적으로 유지할 수 있도록 해 매립지 가스와 반응 효율을 극대화했다. 기존 플라스마 단일 공정을 플라스마·촉매반응 결합 공정으로 새롭게 구현해 전체 비용은 기존대비 10％까지 낮췄다. 기계연은 해당 기술을 국내 중소기업 바이오프랜즈에 지난해 이전했다.
조재근 기자 jack333@cctoday.co.kr