체로 거르듯 이산화탄소 분리한다

밀가루를 체로 거르듯 공장이나 발전소 등에서 배출되는 기체에서 이산화탄소만 걸러내는 분리막 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

고려대 최정규 교수(화공생명공학과ㆍ사진) 연구팀은 내부에 나노크기 구멍이 무수히 많은 광물인 제올라이트를 얇은 막으로 만들어 이산화탄소를 분리하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

혼합기체에서 이산화탄소만 잡아내는 포집기술은 크게 습식, 건식, 분리막 등으로 나눠지는데, 분리막 기술은 공정이 간단해 포집비용을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 그중 제올라이트 분리막은 오래전부터 생각돼 왔지만 제올라이트의 특성이 균질적이지 않아 균일한 분리막을 만드는 데 어려움이 있었다.

연구팀은 기공 크기가 이산화탄소와 비슷한 제올라이트 입자를 초음파를 이용해 다공성 지지대 위에 판 모양으로 증착시켜 균일한 막을 만들었다. 이렇게 만들어진 막에는 0.37나노미터(㎚) 크기의 구멍이 무수히 많아 0.33나노미터 크기의 이산화탄소가 잘 통과하며 분리될 수 있다. 이산화탄소보다 크기가 작은 물은 구분해서 걸러내도록 제올라이트 구조를 친수성이 낮은 실리카로만 만들면 물이 같이 통과되는 양을 최소화할 수 있다. 연구진은 앞으로 1마이크로미터(㎛) 두께의 박막을 만들고 면적을 넓히는 연구에 집중할 계획이다.

박상도 센터장은 "이번 연구결과는 배가스 중의 이산화탄소 분리를 위한 제올라이트 분리막의 가능성을 확인했다는 점에서 그 의미가 매우 크다"고 밝혔다.

이 연구는 미래창조과학부와 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 화학분야 세계적인 학술지인 '앙게반테 케미' 10일자 온라인판에 게재됐다.

안경애기자 naturean@