기존 LNG 설비로 중수소 경제적 생산 가능해진다 작성일 03-20 105 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST·숭실대·독일 연구진, 천연가스 액화온도보다 높은 온도서 중수소 분리</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="PQnhxQ2XXV"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="937dee7d16dc67022970a2572b7b9b9496a05b038a437e70f51505f379cc73a6" dmcf-pid="QxLlMxVZZ2" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진 모습 앞줄 왼쪽부터 반시계 방향으로 UNIST 오현철 교수, 공동 제1저자 박재우 연구원, 공동 제1저자 정민지 박사, 이정원 연구원, 박태웅 연구원, 정성엽 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/20/yonhap/20250320143425572rvfg.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="6yZfTvsd1f" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/20/yonhap/20250320143425572rvfg.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진 모습 앞줄 왼쪽부터 반시계 방향으로 UNIST 오현철 교수, 공동 제1저자 박재우 연구원, 공동 제1저자 정민지 박사, 이정원 연구원, 박태웅 연구원, 정성엽 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="84c4f4f044bce2d0247101062dd2e7946222e68ae52687f0936bfea3a14e32b3" dmcf-pid="xMoSRMf5G9" dmcf-ptype="general">(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 천연가스의 액화 온도인 영하 162도보다 높은 영하 153도에서 중수소를 분리하는 물질을 국내외 공동연구진이 개발했다.</p> <p contents-hash="d9b94c43f7e01b1b217aab1000549dae1045e87c21f4aaee08b1b392a49866fb" dmcf-pid="yWt6YWCn5K" dmcf-ptype="general">상용화 시 액화천연가스(LNG) 생산 파이프라인을 그대로 활용할 수 있어 중수소를 경제적으로 생산할 수 있는 길이 열리게 된다.</p> <p contents-hash="6cff5a54b1fee9b0fa46dda899517b08ed8fe748809878d529acef5fb0fd6b71" dmcf-pid="WYFPGYhLGb" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 화학과 오현철 교수팀이 독일 헬름홀츠 연구소, 숭실대 김자헌 교수팀과 공동으로 영하 153도에서 중수소와 수소를 분리해낼 수 있는 다공성 물질을 개발했다고 20일 밝혔다.</p> <p contents-hash="83612f6a3779fd84eec2741b77c36665f6ba0c3b89b5ff740c3d41075c4e90c0" dmcf-pid="YG3QHGloHB" dmcf-ptype="general">중수소는 차세대 핵융합 발전의 원료로, 최근 반도체 공정 분야 등에서 수요가 급증하고 있다.</p> <p contents-hash="d1477b8b864efbee808d820166283af67907fa48d493eda5b12023baa4879845" dmcf-pid="GH0xXHSg1q" dmcf-ptype="general">그러나 수소와 물리화학적 성질이 비슷한 탓에 영하 253도의 극저온 증류 공정을 통해 분리해 낼 수 있어 생산이 까다롭고 비싸다.</p> <p contents-hash="9ee1bd9d6af90e5ad07be92a9483ec149659147da2b1d1b0e130fd870c9ffb2c" dmcf-pid="HXpMZXvatz" dmcf-ptype="general">최근에는 금속 유기 골격체(MOF)라는 다공성 소재의 기공을 이용해 중수소를 분리하려는 연구가 이뤄지고 있는데, 이 물질도 온도가 올라가면 성능이 떨어지는 한계가 있다.</p> <p contents-hash="e61ce5664fb2c31abcff9f40d9b76efcf9522b51700b535b3a6dd6f8d7ceb6fb" dmcf-pid="XZUR5ZTNY7" dmcf-ptype="general">일반적인 MOF는 영하 250도에서 잘 작동하다가 영하 193도쯤에 도달하면 성능이 급격히 떨어진다.</p> <p contents-hash="4277796d5fdab6617f6032de3687de15bd8746455b8d37650c65704ea60f6d8f" dmcf-pid="Z5ue15yjtu" dmcf-ptype="general">공동연구팀은 구리 기반 MOF를 개발해 일반적인 MOF와 달리 영하 153도에서도 중수소 분리 성능을 유지하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="f30a23ea17f7f88415c1160e5ba7b58f37d30f231616a0b739505d4984fe073a" dmcf-pid="5eaTde8t5U" dmcf-ptype="general">연구팀은 온도 상승으로 골격 격자가 확장되는 현상을 이용했다.</p> <p contents-hash="ba67582f02b84de07639da53335150c5efa3b161cffb2d0f09f84e85f9383ec0" dmcf-pid="1dNyJd6FHp" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 MOF는 극저온 상태에서 기공 크기가 수소보다 작아 기체가 통과할 수 없지만, 온도가 상승하면 골격 격자가 벌어지면서 기공이 커지게 된다.</p> <p contents-hash="909eda88e7d45d185b759bce5b96925c37165d7f0fd680e1a5f7974cff641b2e" dmcf-pid="tJjWiJP3H0" dmcf-ptype="general">커진 기공으로 기체가 통과하기 시작하면 양자체 효과에 의해 수소와 중수소가 분리된다. 양자체 효과는 저온에서 무거운 원소가 기공을 더 빠르게 통과하는 현상이다.</p> <p contents-hash="5ce50d09f91375ea6bace0949a034c1f49acd8b1c42cdc8e5706466c57a16b1a" dmcf-pid="FiAYniQ0Z3" dmcf-ptype="general">연구팀은 실시간 X-선 회절 실험과 중성자 산란 실험으로 온도가 올라감에 따라 실제 골격이 확장되는 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="dcd5d1cfe374be91504ea7e6a1e0503dcadf6aa8058c331b35e775044a5d447f" dmcf-pid="3ncGLnxpHF" dmcf-ptype="general">또 온도를 높여가며 실시한 열 탈착 분석을 통해 고온에서 중수소가 안정적으로 분리되는 사실을 알아냈다.</p> <p contents-hash="adc47d6020b1adbf387c76fabe4a2ca2780625c18b3944411ce15e962a04aaee" dmcf-pid="0LkHoLMU5t" dmcf-ptype="general">오현철 교수는 "이번에 개발된 물질은 기존 초극저온 증류법과 비교했을 때 훨씬 적은 에너지를 소모하면서도 높은 분리 효율을 보였다"며 "작동 온도가 천연가스 응축 온도 이상이라 기존 LNG 생산 시설에 바로 결합해 쓸 수 있다는 점에서 산업적 파급력이 클 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="084f0d7cd286e5dd9c9da0f2f9fa609762128e23ef89db5fa61abaa3706c95d6" dmcf-pid="poEXgoRuY1" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 2월 27일자 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 실렸다.</p> <p contents-hash="597c8601198a2f281b850fe683e26fa366436d0935065a374e947c726e040068" dmcf-pid="UgDZage7X5" dmcf-ptype="general">연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 중견연구사업과 해외대형연구시설활용 연구지원사업을 통해 이뤄졌다.</p> <p contents-hash="f04d9bae168e8b94895b93d4b5c2c8252314087866cb6b0ede9a17fb283eb105" dmcf-pid="uaw5Nadz1Z" dmcf-ptype="general">yongtae@yna.co.kr</p> <p contents-hash="ad4c38e718c3b208eddcedb4c19b3ef5c2aeb143b278b6b5d4e5b302c8d86b01" dmcf-pid="zjmtAjiBHH" dmcf-ptype="general">▶제보는 카톡 okjebo</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 하루 만에 다 못 보는 국내 최대 '과학축제' 열린다 03-20 다음 [영상] 산악스키, 동계올림픽 ‘등산’ 종목…순위 경쟁 어떻게? 03-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
