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Subject 금속‧유기 복합체의 구조별 CO2 흡착량 규명을 통해 분리막 개발의 “지름길” 제공
Name KCRC Date 2014-08-07 Hit 3388

 

금속·유기 복합체의 구조별 CO2 흡착량 규명을 통해 분리막 개발의 지름길제공

- 미국 화학회가 출판하는 세계적 국제학술지 “JACS”게재 -

 

      미래창조과학부(장관 최문기)는 차세대 흡착물질로 알려진 금속·유기 복합체 MOF의 일종인 ZIF-7 입자의 독특한 이산화탄소 흡착 성질을 세계 최초로 규명함으로써 향후 이산화탄소 분리에 효과적인 ZIF-7 분리막의 제작이 가능해졌다고 발표했다.

   

     ()한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(센터장 박상도)의 지원을 받아 고려대학교 최정규 교수팀이 수행한 이번 연구는 화학분야 최고의 학술지인 저널 오브 아메리칸 케미컬 소사이어티(Journal of the American Chemical Society, JACS)’ 64일자 136호에 게재되었다.

     * 논문명 : Thermal Structural Transitions and Carbon Dioxide Adsorption Properties of Zeolitic Imidazolate Framework-7 (ZIF-7) 

     동 연구는 ZIF-7 입자의 열처리에 의한 구조 변화와 이산화탄소의 흡착 능력과의 상관관계를 도출함으로써 어떤 형태나 크기의 ZIF-7 입자로 형성되었을 때 이산화탄소 흡착 능력을 극대화할 수 있는 지를세계 최초로 규명한 것이다.

  

     ○ 이는 마치 네비게이션을 사용하여 원하는 최소 경로를 확보하듯이, ZIF-7을 이용하여 효과적으로 이산화탄소를 분리할 수 있는 분리막을 개발·제작하는 데 필요한 필수 가이드라인을 최초로 제시했다는데 큰 의의가 있다.

 

     ○ 기존에는 ZIF-7의 이산화탄소 흡착특성을 파악하지 못한 상태에서 trial-and-error의 무작위 방식을 통해 제작하다보니 높은 성능을 지닌 분리막 제작에 한계점이 존재했다.

  

     □  이번 성과를 통해상압, 실온 조건에서도 원하는 이산화탄소 흡착능력을 지닌 ZIF-7 입자를 손쉽게 합성할 수 있는 조건이 제시됨에 따라 분리막 개발의 효율성을 극대화 할 것으로 기대된다.

    기존 무기 분리막의 경우, 연속적인 분리막을 제작하기 위해서는 일반적으로 높은 압력과 온도의 합성 조건이 필요

 

     ○ 분리막 포집기술은, 타 방식에 비해 포집설비 규모를 혁신적으로 축소할 수 있다는 장점이 있어 경제적인 포집 기술로 평가되고 있으나 아직까지는 전세계적으로기술개발 단계상 초기단계이다.

 

     ○ 이에 본 성과와 같이 분리막 제작의 원천 기술력 확보는분리막포집기술의 상용화를 더욱 가속화할 수 있을 것으로 기대된다.

    글로벌워터 인텔리전스에 따르면 2016년 분리막 시장이 37조원까지 확대될 것으로 전망되고 있어 해당 성과가 CO2등 다양한 기체 분리 및 수처리에 적용될 경우 수조원의 매출이 기대된다.

 

     ○ 이번 연구 결과를 ZIF-7 물질 외에도 다양한 공극 크기를 지닌 다른 ZIF 물질에 적용할 경우 물, 이산화탄소, 탄화수소등의 다양한 물질 분리에 적합한 맞춤형 분리막 개발이 훨씬 용이해질 것이다.

 

     □ 박상도 센터장은 젊은 연구자의 패기와 열정으로 짧은 시간 내에 좋은 연구 성과가 도출되어 기쁘다면서 새로운 소재와 기술을 찾으려는 연구 활동에 더불어 기존의 기술적 한계를 혁신적으로 돌파할 수 있는 실질적 이용 가능한 기술 개발도 매우 중요하다고 말했다.

 

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