▲ 아조-코프 작용 원릴글 설명하는 그림(질소(파란색 분자), 이산화탄소(회색과 분홍색 분자)가 섞인 기체가 Azo-COP을 통과 시, Azo-COP의 혐질소기(N2-Phobicity)로 인해 질소는 고분자 밖으로 빠져나가며 이산화탄소만 선택적으로 흡착된다.).

카이스트 교수팀에 획기적인 CO₂흡수제를 개발했다.

교육과학기술부(장관 이주호)는 (재)한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(센터장 박상도, 이하 ‘CCS R&D 센터’)의 지원으로 카이스트 자페르 야부즈 교수, 알리 조스쿤 교수, 정유성 교수 공동연구팀이 질소대비 이산화탄소 선택성을 300배 높인 세계 최고 수준의 CO₂흡수제를 개발했다고 30일 밝혔다.

연구팀이 개발한 흡수제는 건식흡수제로 ‘아조-코프(Azo-COP)’라고 명명했는데 값비싼 촉매 없이도 합성이 가능해 제조비용이 매우 저렴하다. 또 고온 및 수분 조건에서도 안정한 특성을 나타냈다.

코프(COP)는 간단한 유기분자들을 다공성 고분자형태로 결합시킨 구조체로 동 연구팀이 처음으로 개발한 건식 이산화탄소포집물질이다.

연구팀은 이물질에 ‘아조(Azo)’라는 기능기를 추가로 도입함으로써 질소를 배제하고 혼합기체 중 이산화탄소만을 선택적으로 포집하도록 한 것이다.

‘아조'기를 포함하는 아조-코프는 일반적 합성방법을 통해 쉽게 제조할 수 있으며, 값비싼 촉매대신 물과 아세톤 등의 용매를 사용해 불순물도 쉽게 제거함으로써 제조비용을 대폭 낮출 수 있다.

특히, 아조-코프는 이산화탄소와 화학적 결합이 아닌 약한 인력을 통해 결합함으로써 흡착제 재생 에너지 비용을 혁신적으로 낮출 수 있으며, 350℃ 정도의 극한 조건에서도 안정해 이산화탄소 포집제로서의 활용은 물론 더욱 가혹한 환경의 다양한 분야에서 포집 물질로 활용될 것으로 기대된다.

CCS R&D 센터의 박상도 센터장은 “아조-코프를 CO₂, N₂ 분리 실험에 적용한 결과 포집 효율이 수백배 향상됐다”며 “이 물질은 촉매가 필요 없고, 수분 안정성, 구조 다양성 등 우수한 화학적 특성으로 인해 앞으로 이산화탄소 포집을 비롯한 많은 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 1월 15일자로 게재됐다.