워싱턴주립대학교 주도 연구팀은 리치랜드에서 진행된 시범 연구를 통해 하수 슬러지를 고순도 청정 재생천연가스로 효율적으로 전환하는 혁신적인 기술을 개발하였습니다. 이 기술은 기존 방법 대비 재생천연가스 생산량을 200% 증가시키고 처리 비용을 약 50% 절감하는 성과를 보여주었습니다. 연구 결과는 ‘화학공학 저널’에 게재되었습니다.
연구의 주요 저자인 바이오제품과학공학연구소 및 화학공학 및 생물공학부 교수인 워싱턴주립대학교의 Birgitte Ahring 교수는, “하수 슬러지의 최대 80%를 가치 있는 자원으로 재활용할 수 있다”고 설명하며, “이 기술이 다른 유기 폐기물에도 적용된다면 세계 최고 수준의 폐기물 처리 효율을 달성할 수 있을 것”이라고 강조했습니다.
도시 하수 처리 시설은 미국 전체 전력 사용량의 약 3~4%를 차지하며, 소규모 지역 사회에서는 연간 약 2,100만 톤의 온실가스 배출에 기여하는 주요 전력 소비처입니다. 전국 약 15,000개의 하수 처리 시설 중 절반은 혐기성 소화를 통해 바이오가스를 생산하지만, 복잡한 분자 구조 분해의 어려움으로 효율성이 제한적입니다.
연구팀은 고온 고압 조건 하에서 산소를 첨가한 전처리 과정을 도입하여 슬러지 처리 효율을 개선했습니다. 이 방법을 통해 건조 고형물 1톤당 처리 비용을 $494에서 $253으로 절감하였습니다. 이어서 특정 박테리아 균주를 활용해 이산화탄소를 수소와 반응시켜 고순도 메탄 가스를 생성하였으며, 생성된 가스는 99% 순도의 메탄으로 분석되었습니다. Ahring 교수는 “이 박테리아는 물과 비타민만으로도 뛰어난 성능을 발휘한다”고 언급하며, 이 기술이 에너지 회수 시스템의 제약을 극복하고 탄소 전환 효율을 향상시켜 친환경 에너지 생산을 가능하게 한다고 설명했습니다.
현재 연구팀은 워싱턴주립대학교 혁신 및 기업가 정신 사무소와 협력하여 특허를 취득하였으며, 산업 파트너와 함께 대규모 프로젝트를 추진 중입니다. 이러한 발전은 하수 처리 과정에서의 에너지 효율성 향상과 온실가스 감소에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
**요약**: 워싱턴주립대학교 연구팀은 하수 슬러지를 효율적이고 경제적으로 청정 재생천연가스로 변환하는 혁신 기술을 개발하여 에너지 회수와 온실가스 감소에 기여할 것으로 전망됩니다.
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