▲ 최정규 교수.

대표적인 온실가스인 이산화탄소를 포집할 수 있는 분리막 개발의 지름길이 열렸다.

미래창조과학부는 최근 고려대학교 최정규 교수팀이 차세대 흡착물질로 알려진 금속·유기 복합체(MOF)의 일종인 ZIF-7 입자의 독특한 이산화탄소 흡착 성질을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

ZIF-7은 ZIF(Zeolitic Imidazolate Framework) 중 7번째로 보고된 물질로 아연금속과 탄화수소 유기물간의 복합체로 높은 구조 안정성을 갖는 물질이다.

이번 연구성과는 화학분야 저명 학술지인 ‘저널 오브 아메리칸 케미컬 소사이어티(Journal of the American Chemical Society, JACS)’ 6월4일자 136권 22호에 게재됐다.

연구는 ZIF-7 입자의 열처리에 의한 구조 변화와 이산화탄소 흡착능력의 상관관계를 데이터베이스로 구축함으로써 다양한 조건별 이산화탄소 흡착 능력이 극대화되는 ZIF-7 입자의 형태와 크기를 과학적으로 최초 규명한 것이다. 이에 이산화탄소 포집을 위한 분리막 제작의 효율성을 한층 제고시켰다는데 의의가 있는 것으로 전해지고 있다.

기존 ZIF-7 분리막 제작방법은 ZIF-7의 이산화탄소 흡착특성을 파악하지 못한 상태에서 무작위 시행착오 방식을 통해 제작하다보니 산업적으로 요구되는 높은 이산화탄소 분리능력을 지닌 분리막 제작에 많은 한계점이 존재해 왔다.

반면에 이번 연구성과를 토대로 다양한 이산화탄소 분리 조건·환경에 따라 이산화탄소의 흡착능력을 최대화시킬 수 있는 ZIF-7 입자의 구조와 크기를 바로 확인·적용할 수 있어 이산화탄소의 선택적인 분리막 제작의 효율성을 매우 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다.

또한 이번 연구 결과를 ZIF-7 외에 다양한 크기의 빈 공간을 갖는 다른 ZIF 물질에도 적용할 경우 물, 이산화탄소, 탄화수소 등의 다양한 물질 분리에 적합한 맞춤형 분리막 개발이 훨씬 용이해질 것으로 예측되고 있다.

박상도 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터 센터장은 “젊은 연구자의 패기와 열정으로 짧은 시간 내에 좋은 연구 성과가 도출돼 기쁘다”며 “무조건 새로운 것만 찾는 연구보다는 기존의 한계를 혁신적으로 돌파할 수 있는 실질적 이용 가능한 기술 개발이 필요하다”고 말했다.