온실가스(Co2) 저감 위한 획기적 흡착제 개발 가능성 열어

[산업일보]
세계적으로 이산화탄소 배출규제를 강화하고 있는 가운데 이를 획기적으로 포집할 수 있는 기술이 개발돼 건식 흡착제 시장 선점 및 원천 소재 기술에 대한 기대감을 높이고 있다.

미래창조과학부는 발전소에서 배출되는 가스로부터 온실가스인 이산화탄소를 포집할 수 있는 금속-유기 복합체(MOF) 기반 새로운 흡착제가 국내연구진에 의해 개발됐다고 발표했다.

고려대학교 화학과 홍창섭 교수팀은 미래창조과학부에서 추진하는 ｢Korea CCS 2020 사업｣의 지원을 통해 이산화탄소 포집에 유리하면서도 발전소 배가스에 포함된 수증기와 산성가스에도 강한 ‘니켈기반 금속-유기 복합체’를 개발하는 데 성공한 것.

금속-유기 복합체는 유기리간드에 의해 연결된 금속 기반 노드로 구성돼 매우 큰 비표면적, 미세조정이 가능한 기공의 발달, 대량합성 가능성 때문에 다양한 가스 분리에 높은 응용성을 갖는 반면, 수분과 산성조건에 구조적 안정성이 붕괴되는 단점 때문에 이산화탄소 포집제로 활용하기에 한계가 있었다.

이에 연구팀은 니켈기반 금속-유기 복합체를 합성해 pH 1.8의 강산이나 끓는 물 조건에서 이산화탄소를 흡착하면서도 장시간 구조적 안정성을 유지하는 우수한 결과를 확인했다. 또한 기존의 제조 시간이 긴 용매(수)열 반응법에서 탈피해 마이크로웨이브를 조사하는 새로운 대량생산 방법을 제시함으로써 향후 건식 이산화탄소 흡착제로서의 활용 가능성을 제시했다.

아울러 니켈기반 금속-유기 복합체는 수소이온 전도도도 높아 현재 연료전지의 양성자 교환막으로 이용되고 있는 대표적인 고분자 전해질막인 Nafion에 비견할 만한 전도도 값(2.2 x 10-2 S/cm)을 구현함으로써 향후 수소 연료전지의 양성자 교환막에 적용 가능성도 보였다. 그 외 금속-유기 복합체의 특성상 약물전달체, 가스 분리 및 저장, 센서 등 다양한 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다.

미래창조과학부 이근재 연구개발정책관은 “미래창조과학부는 이산화탄소 포집 비용을 탄소배출권 거래가격 이하로 낮출 수 있는 소재‧공정기술(CCS기술) 개발에 지속적으로 투자할 것”이라고 밝히며, “이번 연구성과가 온실가스 포집 뿐 아니라 다양한 분야에도 응용돼 신산업 창출에 기여하길 기대한다”고 말했다.