온난화 해결될까…KAIST, CO₂ 간단히 분리 "양산성 확보했다"

온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 선택적으로 분리할 수 있는 고효율 멤브레인(분리막) 제조 기술이 개발됐다. 양산 가능한 수준이어서 학계 뿐 아니라 업계의 관심을 끌었다.

KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 배태현 교수 연구팀이 고분자 분리막의 구조와 화학적 특성을 전략적으로 제어하는 방법으로 이산화탄소를 분리, 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

이 분자체 분리막은 2~3단계 절차로 제조가 가능하다. 분리막 공정을 빼면 1단계로 제조할 수 있다. 비용도 정확하게 산출하지는 않았지만, 기존대비 10분의 1도 안든다는 것이 연구진의 설명이다.

양산 가능한 이산화탄소 분리막을 개발한 KAIST 생명공학과 배태현 교수(오른쪽)와 이홍주 연구원.

멤브레인(분리막)은 목표 물질을 선택적으로 투과시키는 박막이다. 저에너지 분리 기술로 주목받아 왔다. 문제는 기존의 고분자 분리막이 치밀한 구조 때문에 활용성이 좋지 않다는 점이다. 이 때문에 세계 각국 연구진들이 일정한 미세 기공을 갖는 소재를 분리막으로 활용해 기체의 투과 선택성을 높이려는 연구를 꾸준히 진행해 왔다.

그러나 이 같은 기존 방식으로 제조한 분자체 분리막은 제조 과정이 복잡한데다 막의 탄소 강도가 부족해 실제 공정에 적용하거나 양산이 어렵다.

이번에 KAIST 연구팀이 개발한 분리막은 고성능이면서도 쉽게 부서지는 탄소 분자체 분리막과는 달리 고분자 분리막에 준하는 기계·화학적 안정성이 높고 유연성을 지녔다는 평가다.

또한 제조 공정이 2~3단계로 간단해 대량생산이나 상업화도 가능하다.

논문 제1 저자로 참여한 KAIST 생명공학과 이홍주 박사과정 연구원은 "현재까지 개발된 탄소 분자체 분리막 중 성능이 우수한 분리막들에 버금가는 이산화탄소 분리 성능을 보인다"며 "분리 공정에 따라서 맞춤형으로 튜닝이 가능한 범용성 기술"이라고 설명했다.