박호범 한양대 교수팀, 그래핀 기반 CO2 분리막 세계 첫 개발

국내 연구진이 그래핀을 이용해 기존보다 1000배 이상 성능이 향상된 차세대 ‘CO2 분리막 소재’를 개발했다.

이 기술이 상용화되면 이산화탄소 포집 및 처리 비용이 현저히 낮아져 석유 및 화학산업에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 한양대 에너지공학부 박호범 교수 팀이 그래핀을 이용한 차세대 이산화탄소 분리막 기술을 개발하는데 성공했다며 이 기술은 2~3년 내에 조기상용화 될 예정이라고 4일 밝혔다.

분리막이란 서로 다른 두 물질 사이에 존재하는 소재로 CO2 포집방식 중 하나인 분리막 방식에 활용하는 핵심소재다. 수처리, 의료, 식품 및 음료, 기체 분리를 포함한 석유 및 화학분야까지 응용범위가 매우 광범위하다.

2016년 세계 분리막 시장 규모는 약 37조 원에 이를 것으로 전망되고 있지만, 기술개발이 아직 초기 단계여서 세계적으로 상용화되지 않고 있다.

박 교수 연구팀은 이번 연구에서 그래핀과 그래핀 유도체의 크기를 조절하거나 원자 두께의 소재들을 새롭게 배열해 배기가스 중의 이산화탄소를 선택적으로 분리할 수 있다는 사실을 규명했다. 기존 소재보다 두께를 100분의1 이상 줄여 기존 분리막보다 1000배 이상 성능을 향상시킨 CO2 분리막 소재를 개발하는데 성공한 것이다.

특히 이번에 개발된 분리막 소재는 기존과 달리 강한 용매 대신 수용성 용액을 이용해 대량생산을 할 수 있을 전망되고 있다.

미래부 관계자는 “세계 최초로 그래핀을 적용한 신규 분리막 원천 소재와 분리막 제조기술까지 확보해 2-3년 내에 조기 상용화가 가능할 것"이라고 말했다.

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