이산화탄소 포집 비용 줄일 차세대 고분자 분리막 개발

작성일 08-25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="KjzYK5meM1">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="18283b60e7a44cd79ce7e2dd410c6ac3ff042d3ad9b91762dcddf545673f994f" dmcf-pid="9AqG91sdL5" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이종석 서강대 화공생명공학과 교수, 신주호 서강대 화공생명공학과 박사과정생. 한국연구재단 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/dongascience/20250825121543314byys.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="bnQuebGkMt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/dongascience/20250825121543314byys.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이종석 서강대 화공생명공학과 교수, 신주호 서강대 화공생명공학과 박사과정생. 한국연구재단 제공.
           </figcaption>
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          <p contents-hash="a79abd31b2001b34480cc06bedcd2f020542a577f8f3b465ddfbc5b84bc850ab" dmcf-pid="2cBH2tOJMZ" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 간단한 열처리만으로 성능과 안정성을 동시에 확보한 차세대 분리막 기술을 개발하는 데 성공했다. 이산화탄소 포집 비용을 획기적으로 낮출 것으로 기대된다. </p>
          <p contents-hash="1df2c65aba07ee67d2b8dde77fd8e9c17bd3a75cd3a90d4fd7109bfef8d97cb2" dmcf-pid="VkbXVFIiLX" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 이종석 서강대 화공생명공학과 교수 연구팀이 높은 이산화탄소 분리 성능과 안정성을 동시에 확보한 '외부 유래 미세다공성 고분자 분리막(EMPM)'을 개발했다고 25일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="08b4d12016f8cfa0d6e9ecbb4c3c5a9cfa99b001189c925142ee2d4a115cfb6f" dmcf-pid="fEKZf3CndH" dmcf-ptype="general">EMPM은 고분자 자체의 뒤틀린 구조에서 기공이 생기는 미세다공성 고분자(PIMs)와 달리, 외부 공정을 통해 고분자 사슬을 재배열하고 연결해 인위적으로 안정적인 미세기공을 형성시킨 고분자 분리막을 말한다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다. </p>
          <p contents-hash="80d96dfa97e713fef00d4676d4d25049090002d1fbc59f6543c47a73c8bc11bb" dmcf-pid="4D9540hLdG" dmcf-ptype="general">EMPM은 특정 물질만 선택적으로 통과시켜 혼합물을 분리하는 막이다. 기존 공정보다 에너지 소비를 획기적으로 줄일 수 있다. 이산화탄소 포집에서는 분리막을 이용해 이산화탄소만 선택적으로 걸러낼 수 있다. </p>
          <p contents-hash="e8cf429685fe0ec93c02701e4d1628584b08690a8a14aed4ca59775f1ee64cf2" dmcf-pid="8w218ploeY" dmcf-ptype="general">기존 상용 고분자 분리막은 기체 분리 성능이 전반적으로 낮은 편이다. 혼합물을 빨리 분리하면 정확성이 떨어지고, 정확하게 분리하려면 속도가 느려지는 문제도 있다.</p>
          <p contents-hash="e0065a28c4eb0292ea01facd0e5044ab54a61e76ccdcde94f3ea724862ee3555" dmcf-pid="6rVt6USgiW" dmcf-ptype="general">연구팀은 새로운 개념의 외부 유래 미세다공성 고분자 분리막을 통해 이 문제를 해결했다. 화학적 안정성이 높고 가스 차단 성능이 좋아 분리막 재료로 많이 쓰이는 '방향족 고분자'를 활용했다. </p>
          <p contents-hash="f67927570d70555a6c41785332f2be9ef3a1314e6c31e10df6d7a53a9fc9a8f0" dmcf-pid="PmfFPuvaiy" dmcf-ptype="general">연구팀이 방향족 고분자 막에 열을 가했더니 불소가 빠져나가면서 고분자 줄끼리 새로 연결됐다. 이 과정에서 아주 작은 구멍들이 생겨 이산화탄소만 잘 걸러낼 수 있는 튼튼한 그물망이 만들어졌다. 고분자 막의 혼합물 통과 속도가 높아지고 원하는 기체만 정확하게 골라내는 정확도가 향상됐다.  </p>
          <p contents-hash="fc04fd57773bcaac15fb283173c0b4dede51eb0a96863274ad2bd7e632ee7d31" dmcf-pid="Qs43Q7TNeT" dmcf-ptype="general">안정성 역시 크게 개선됐다. 기존 고분자 분리막은 시간이 흐르면서 기공이 막히거나 구조가 느슨해져 투과 성능이 떨어진다. EMPM은 시간이 지나도 초기 성능이 그대로 유지됐다. 연구팀은 "EMPM은 고분자 사슬이 새로 결합해 3차원 그물망 구조를 이루기 때문에 안정적으로 유지된다"고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="4c8e7e9e1c3f939fefabfd0bf117c1b231f0e86f3690222aa2807ff5728908b4" dmcf-pid="xO80xzyjJv" dmcf-ptype="general">연구팀은 EMPM 구조 형성 메커니즘을 다양한 고분자 구조에 적용할 계획이다. 이 교수는 "석유화학 공정과 수소 생산 등 차세대 친환경 분리 공정은 물론 배터리와 촉매 등 기후변화 대응과 에너지 전환 시대에 필수적인 분야로 기술을 확장하는 후속 연구를 진행하겠다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="5439f8e0071ae52ccaff8ab6d139ff6497012ce9c892ed7a567d23275c725b8e" dmcf-pid="yHLVNP0CJS" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41467-025-62372-y</p>
          <p contents-hash="a3904beb1a187379c1bce91e21a9b2c155cfd73e697871259d7e903c26890db4" dmcf-pid="WXofjQphnl" dmcf-ptype="general">  </p>
          <p contents-hash="dfc7bbffe170763d21aa11b8e8160a7553277fa4e90e18207644ff019a74821f" dmcf-pid="YZg4AxUleh" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
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