[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 탄소 배출 문제를 해결할 수 있는 차세대 분리막 기술을 개발했다.
한국연구재단은 서강대학교 화공생명공학과 이종석 연구팀이 100억분의 1m 이하 초미세 분자 크기 차이를 지닌 탄화수소를 효율적으로 분리할 수 있는 신규 나노입자를 개발했다고 23일 밝혔다.
전 세계적으로 탄소중립을 목표로 하는 글로벌 정책이 추진되면서, 지속가능한 에너지 활용과 환경적 책임을 반영한 차세대 기술 개발은 해결해야 할 중요한 과제가 되고 있다.
이러한 이유로 탄화수소의 효율적인 분리 및 정제 기술 개발은 국가 경제와 지속 가능한 에너지 활용을 위한 필수 과제로 여겨지고 있다.
이에 기존 열에너지 기반 분리 기술의 높은 에너지 소비와 탄소 배출 문제를 해결할 수 있는 분리막 기술이 주목받고 있지만, 탄화수소 분자 간 초미세 크기 차이를 분리해야 하는 어려움으로 그동안 기술 개발은 답보 상태였다.
연구팀은 원-스텝(one-step) 용액 합성법을 활용해 기존 탄화수소 분리에 사용됐던 코발트 금속 기반 제올라이트 이미다졸레이트 구조체-67(ZIF-67)에 비정질 알킬아민 결함 구조를 세계 최초로 도입, 탄화수소 분리에 최적화된 코발트-알킬아민 결함 구조를 가진 나노입자를 새롭게 구현했다.
개발된 코발트-알킬아민 결함 구조는 기존 ZIF-67이 가진 수분 안전성 취약, 고농도 하이브리드 분리막 제조 한계, 탄화수소 분리에 부적합한 기공 구조 등의 문제를 획기적으로 개선했다.
이를 통해 연구팀은 우수한 수분 안전성, 탄화수소 기체 거름 분리 성능이 강화된 신규 나노입자를 구현하는데 성공했다. 특히 신규 나노입자는 고농도의 하이브리드 분리막 제조가 가능해 탄화수소 분리 성능을 획기적으로 향상시켰다.
이종석 교수는 “이번에 개발된 하이브리드 분리막 소재가 실용화된다면 석유화학 공정에서 탄화수소 분리 효율을 개선하여 생산성을 향상시키고 기존 공정의 에너지 소비를 줄여 경제성과 환경성을 동시에 확보할 수 있을 것”이라며 “향후 온실가스 배출을 줄일 수 있는 현실적인 대안으로 활용될 수 있다”고 설명했다.
