이산화탄소 흡착소재 성능, 레이저로 75% '업' 작성일 04-17 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="6b7W3sfzng"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6b62207ac8c3f4abe8d9640dbd49561fe60d462e47f24993be946ca363aa062c" dmcf-pid="PKzY0O4qRo" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이희정 재료연 선임연구원, 김연빈 학생연구원, 김상우 경북대 학생, 박성환 교수. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/17/dongascience/20260417104615763kgna.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="8m809YJ6Ma" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/17/dongascience/20260417104615763kgna.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 이희정 재료연 선임연구원, 김연빈 학생연구원, 김상우 경북대 학생, 박성환 교수. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="71df63521261535d95f29e473618813c4282bce24a1d0ae995d518a4ceadf0c2" dmcf-pid="Q9qGpI8BeL" dmcf-ptype="general">이산화탄소를 잡아내는 소재의 성능을 화학 약품 없이 레이저만으로 크게 끌어올리는 기술이 개발됐다. 소재 내부의 미세한 구멍 구조를 레이저로 정밀하게 다듬어 이산화탄소 흡착량을 최대 75% 높였다.</p> <p contents-hash="6131e6cbbc63ffa86cbdabbdb7f21bbe4251b86e1a46b5e6f6272f85250b26cb" dmcf-pid="x2BHUC6ben" dmcf-ptype="general">한국재료연구원(재료연)은 이희정 선임연구원 연구팀이 박성환 경북대 교수, 김민규 영남대 교수 연구팀과 공동으로 금속-유기 골격체(MOFs)의 내부 구조를 레이저로 제어해 이산화탄소 흡착 성능을 대폭 향상시키는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '스몰'에 지난달 12일(현지시간) 게재됐다.</p> <p contents-hash="23442f4af4ec9f79660c1090cbe93e7e2572ef0f1c54bfdcf5997a764383d6cf" dmcf-pid="yx809YJ6ni" dmcf-ptype="general">이산화탄소와 메탄처럼 섞여 있는 기체에서 원하는 것만 골라내는 기술은 천연가스를 깨끗하게 걸러내거나 이산화탄소를 잡아내는 데 꼭 필요하다. 기존에는 기체를 액체에 녹이거나 아주 낮은 온도로 냉각해 분리했다. 에너지와 비용이 많이 든다. </p> <p contents-hash="650d5d89fbd4b651b5f86198a144445c20487cec0005a177531a1077c3ce47de" dmcf-pid="WM6p2GiPdJ" dmcf-ptype="general">대안으로 스펀지처럼 미세한 구멍이 촘촘히 뚫린 소재가 주목받고 있다. 금속 성분과 유기 분자가 결합해 만들어지는 MOFs가 대표적으로 구멍이 워낙 많아 같은 양으로도 기체와 닿는 면적이 넓고 이산화탄소를 효과적으로 붙잡아둘 수 있다.</p> <p contents-hash="bee01347a1b547ef523536a29d7501a01944ec34e75141022013c4dda0bd8711" dmcf-pid="YRPUVHnQid" dmcf-ptype="general">문제는 MOFs를 만드는 과정에서 구조에 결함이 생겨 이산화탄소를 잡는 데 유리한 작은 구멍이 줄어든다는 점이다. 문제를 보완하려면 화학 약품으로 처리하거나 높은 온도로 가열해야 하는데 공정이 복잡하고 오히려 구멍 구조가 망가질 위험이 있다.</p> <p contents-hash="63cbe12f179242436eac5cf9a6dfbe5de802c60f9af1d0234b81db5ef58433bb" dmcf-pid="GeQufXLxee" dmcf-ptype="general">연구팀은 화학 처리 대신 레이저를 쓰는 방법인 '레이저 유도 후처리 기술(LIPE)'을 택했다. 소재를 레이저로 순간적으로 가열했다가 빠르게 식히는 과정을 통해 내부 결함을 고치는 방법이다. 결함을 없애는 것이 아니라 이미 있는 결함을 다시 정리해 이산화탄소 포집에 유리한 형태로 바꾼다. 이산화탄소 분리에 불리한 큰 구멍은 줄어들고 이산화탄소를 효과적으로 붙잡을 수 있는 미세한 구멍이 늘어났다.</p> <p contents-hash="26d596f6616c3f57fefb9fefaff0bfa31ea465407c191442c4017a019db08035" dmcf-pid="Hdx74ZoMLR" dmcf-ptype="general">기술을 적용한 결과 레이저 처리를 거친 MOFs는 기체가 달라붙을 수 있는 전체 표면적이 최대 94% 넓어졌고 이산화탄소 흡착량은 최대 75% 늘었다. 추가적인 화학 공정이 필요 없어 제조 비용을 줄이면서도 성능을 높일 수 있고 넓은 면적에 한꺼번에 적용할 수 있어 대량 생산에도 유리하다.</p> <p contents-hash="487ae90e5ff5dc4399436da072d0b79294b0488293d861c44222fb3fb40487ce" dmcf-pid="XJMz85gRJM" dmcf-ptype="general">LIPE는 천연가스 정제, 수소·메탄 생산 공정 등 다양한 가스 분리 산업에 적용할 수 있어 이산화탄소를 골라 제거하는 핵심 소재 기술로 활용될 전망이다.</p> <p contents-hash="43f26e29d4ae734a0215d02840b113ee52fef0279819c922d5a5b13d7c437b7b" dmcf-pid="ZiRq61aeJx" dmcf-ptype="general">이희정 선임연구원과 박성환 교수는 "저에너지·대면적 공정이 가능해 탄소 포집 및 가스 분리 산업에 적용될 차세대 핵심 기술로 기대된다"고 말했다.</p> <p contents-hash="5209f00286f45000e977ff0be901c2cacb9523f11fb49372d8a604ac64fc4cf8" dmcf-pid="5neBPtNdMQ" dmcf-ptype="general"><참고> <br> doi: 10.1002/smll.202514765</p> <p contents-hash="dea55b0037b314c51fc48e0ba0542366a89f0857018b4c91a59cc50108fef0f3" dmcf-pid="1LdbQFjJeP" dmcf-ptype="general">[임정우 기자 jjwl@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 ‘코로나 변이’ 또 오나…진단키트·백신 동반 급등 04-17 다음 프랑스오픈 남녀 단식 우승상금은 48억8000만원 04-17 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
