1. 화학적 전환:
- 금속 산화물: 세리아(CeO2)와 같은 특정 금속 산화물은 가열되면 산소를 방출하는 능력을 보여줍니다. 이러한 물질을 배기 시스템에 통합하면 환원 산화(산화환원) 반응을 통해 이산화탄소가 산소로 변환될 수 있습니다.
2. 전기화학적 전환:
- 고체 산화물 전해조 전지(SOEC) :SOEC는 전기화학 공정을 사용하여 이산화탄소를 산소와 일산화탄소로 분리합니다. 산소는 대기로 방출될 수 있고 일산화탄소는 추가로 처리되거나 연료원으로 활용될 수 있습니다.
3. 광촉매 변환:
- 반도체: 이산화티타늄(TiO2)과 같은 일부 반도체 재료는 빛 에너지를 흡수하여 광촉매 반응을 시작할 수 있습니다. 햇빛이나 인공 광원을 활용하면 이산화탄소가 산소와 일산화탄소로 분해될 수 있습니다.
4. 탄소 포집 및 저장(CCS) :
- CCS는 이산화탄소를 산소로 직접 변환하지는 않지만 배기가스에서 이산화탄소를 포집하여 지하에 저장하거나 산업 공정에 사용하는 작업을 포함합니다. 이는 대기 중으로의 이산화탄소 방출을 전반적으로 줄일 수 있습니다.
도전과 한계:
이러한 각 방법은 효율성, 비용, 내구성, 확장성을 비롯한 심각한 과제와 한계에 직면해 있습니다. 이산화탄소를 산소로 변환하는 효율은 낮은 경우가 많으며 시스템이 복잡하고 구현 비용이 많이 들 수 있습니다. 또한 사용된 재료는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되거나 효율성을 잃을 수 있으므로 정기적인 유지 관리 및 교체가 필요합니다.
현재로서는 자동차 배기 엔진에서 이산화탄소를 산소로 변환하는 데 널리 채택되는 기술이 없습니다. 이러한 과제를 극복하고 이러한 기술을 실용적이고 비용 효율적으로 만들기 위해서는 추가 연구 개발이 필요합니다.
