창원대학교 화공시스템공학과 기능성나노소재연구실에서 개발한 이중금속 유무기복합 다공성 결정체 연구결과 사진. (사진=창원대 제공)

창원대학교는 화공시스템공학과 기능성나노소재연구실에서 대기 중 이산화탄소 포집을 위해 두 가지 금속을 조합, 이중금속 유무기복합 다공성 결정체(MOF, metal organic framework)를 개발했다고 20일 밝혔다.

기능성나노소재연구실에서 기존에 개발했던 UTSA-16(Zn)에 망간, 마그네슘, 구리 금속을 추가해 결정체를 합성했고, 그 결과 아연 대 금속 7대 2의 비율로 합성했을 때 기존 UTSA-16(Zn)의 이산화탄소 흡착량 4.71 mmol/g, 이산화탄소/질소 선택도 118을 능가하는 세계 최고 수준의 흡착량 5.56 mmol/g, 선택도 141의 값을 보여주는 bimetallic UTSA-16 (Zn, M)-(7:2) 합성에 성공했다.

또한 수증기, NOx, SOx 등의 산성가스에 대한 안정성 분석 및 실제 공정에 적용하기 위해 분말을 펠릿 형태로 제조해 이산화탄소 포집성능을 검증했다.

이 연구결과(Bimetallic UTSA-16(Zn, X; X=Mg, Mn, Cu) metal organic framework developed by a microwave method with improved CO2 capture performances)는 공업화학 국제전문 학술지인 ‘Journal of Industrial and Engineering Chemistry’(Impact factor= 6.064)에 채택됐으며, 창원대 한상일 교수(교신저자, 스마트그린공학부 화학공학전공)의 지도 하에 Ranjit Gaikwad(주저자, 화공시스템공학과) 박사과정 학생이 참여해 수행됐다.

한상일 교수는 "지구 평균기온 상승으로 발생되는 전 지구적 문제로 인해 해마다 천문학적 비용이 요구되며, 기후변화 해결을 위해 탄소중립은 선택이 아니라 필수이다. 그 해결책 중 하나로 화석연료 사용으로 인해 배출되는 이산화탄소를 감축하기 위한 탄소 포집 기술을 현실화하기 위해서 우수한 성능의 포집제 개발이 시급하다"며 "우리 연구실에서 개발된 건식 포집제는 최고 성능의 이산화탄소 포집량 및 선택도를 가질 뿐 아니라, 상대적으로 저가의 아연 금속, 구연산, 물, 에탄올을 기반으로 합성해 상당한 경쟁력을 가진다"고 설명했다.

이 연구는 대한유화주식회사, 과학기술정보통신부 기본연구, 중소기업기술혁신개발사업의 지원을 받아 수행됐다.