제올라이트 분자분리막 세계 최초 개발

[산업일보]
크기가 0.1 나노미터(천만분의 1 밀리미터)만큼 차이가 나는 분자들을 분리할 수 있는 완벽한 제올라이트 분자분리막 제조법을 세계 최초로 개발해 세계 최고 권위의 과학전문 학술지인 사이언스지에 게재 됐다.

이는 교육과학기술부(장관 이주호)가 지원하는 기후변화대응 기술개발사업 일환으로 서강대 내에 설립된 인공광합성연구센터(센터장 윤경병)의 연구팀(윤경병, 김현성 교수, 팜퉁 연구원)의 지난 2년간의 연구를 통해 얻어낸 것이다.



이번에 개발된 제조법은 지난 30년간 구현할 수 없었던 완벽한 제올라이트 분자분리막을 재현성 있게 제조할 수 있고, 제조방법이 간단하고, 친환경적이라는 점과 동시에 경제적이라는 점, 그리고 제올라이트 분자분리막을 이용한 저비용 저에너지 혼합물 분리공정이 기존의 화학 산업에서 사용돼온 고비용 고에너지 분리공정을 대체할 수 있는 길을 열게 됐다는 점에서 혁신적인 新녹색 기술로 평가된다.

핵심기술은 제조된 제올라이트 분자분리막 내에 존재하는 무수한 수의 미세 나노파이프들이 1,000～10,000 나노미터 두께를 갖는 분자분리막의 상부부터 하부까지 수직으로 정렬되게 하되 이들 나노파이프들의 중간이 막히거나 끊어지지 않고 550도 이상의 고온 열처리 과정에서도 전혀 손상을 입지 않게 하며 나노파이프들의 직경보다 수십-수백 배 더 큰 기공들이 분자분리막 내에 생기지 않게 하는데 있다.



또 다른 특징은 제조 방법의 재현성이 100%이며 분자분리막 제조에 사용된 원료의 100%가 모두 제올라이트 분자분리막을 제조하는데 사용돼 버리는 시약이 전혀 없다는데 있다.

지난 2년간 교과부 기후변화대응기술개발사업의 일환으로 서강대에 설립된 인공광합성연구센터를 이끌어온 윤경병 센터장은 “교과부의 장기적이고 안정적인 지원이 있었기에 이 기술을 개발할 수 있었다”며 “이러한 지원을 통해 앞으로도 많은 연구자들이 연구에 몰입할 수 있는 여건이 마련되기를 희망한다.“고 말했다.

한편 교육과학기술부는 앞으로도 전지구적 문제인 기후변화의 대응과 저탄소 녹색성장을 통한 국가 경쟁력 제고를 위해 전략적 기술개발을 지속 지원할 계획이다.