증류 에너지 31.6% 절감 추산…원유 분리막 28일 시험

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카이스트·조지아공대 연구진이 HD현대오일뱅크 원유로 막 성능을 시험했다. 카이스트(KAIST)와 조지아공대(Georgia Institute of Technology) 연구진이 원유 분리막을 기존 대기압 증류 앞단에 적용한 공정 모델에서 에너지 사용량이 31.6% 줄어드는 결과를 얻었다. 연구진은 6월 24일 국제학술지 네이처(Nature)에 다공성 폴리아크릴로니트릴(PAN) 막을 이용한 원유 분별 연구를 발표했다. 논문은 전 세계 대기압·감압 증류에 연간 1100TWh가 넘는 에너지가 쓰이고, 이 과정에서 이산화탄소 환산 배출량이 1억6000만t을 넘는다고 설명했다. 원유를 가열해 끓는점 차이로 성분을 나누는 증류의 에너지 부담을 줄이는 것이 막 분리 연구의 배경이다. 기존 원유 분리막 연구에서는 선택성을 높이기 위해 막 표면에 얇은 층을 입히는 방식이 쓰였다.

원유가 막을 통과할 때 무거운 탄화수소가 기공 안쪽에 쌓였고, 처음 약 15나노미터였던 표면 기공은 2나노미터 미만의 통로로 좁아졌다.

접선 흐름 조건에서 PAN 막의 원유 투과도는 기존 원유 분리막의 기준보다 23배 이상 높았다. 카이스트는 6월 25일 발표자료에서 28일 연속 운전 동안 분리 성능이 안정적으로 유지됐다고 밝혔다. 실제 원유를 사용한 28일 시험은 막의 분리 성능을 확인한 실험으로, 정유공장 전체의 에너지나 비용 절감률을 측정한 것은 아니다. MIT 연구진은 2025년 5월 별도의 고분자 막 연구를 공개하며 에너지 사용량을 약 90% 줄일 수 있다는 추정치를 제시했다. 링크드인 게시물에서 사이드 아즈파르 후세인(Syed Azfar Hussain)은 4주간의 실험이 수년 단위 정유공장 운전을 입증하지는 않는다며 원유 조성 변화와 오염물, 대규모 처리량에서 추가 검증이 필요하다는 의견을 밝혔다.