2020.11.24 (화)

  • 구름많음강릉 9.2℃
  • 구름조금서울 5.9℃
  • 맑음인천 5.6℃
  • 구름많음원주 7.4℃
  • 흐림울릉도 9.3℃
  • 맑음수원 6.7℃
  • 구름조금대전 8.3℃
  • 맑음대구 10.8℃
  • 맑음전주 8.8℃
  • 맑음울산 11.8℃
  • 맑음창원 10.3℃
  • 맑음광주 10.4℃
  • 맑음부산 12.8℃
  • 맑음목포 8.9℃
  • 맑음제주 11.2℃
  • 구름많음양평 7.3℃
  • 구름조금보은 6.9℃
  • 구름조금천안 7.1℃
  • 구름조금김해시 11.9℃
  • 구름조금경주시 11.0℃
기상청 제공

KAIST, 중공사막 모듈로 이산화탄소 포집‧전환

초투과성 분리막을 속이 빈 ‘중공사막’ 형태로 가공
이산화탄소 포집한 ‘고체 탄산염’…건설‧화학 분야 활용

URL복사



[월간수소경제 성재경 기자] KAIST(총장 신성철)는 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 에너지 집약 산업체의 이산화탄소 배출량을 줄이는 동시에 산업 부산물을 유용한 자원으로 전환하는 신개념 ‘고체 탄산화 시스템’을 개발했다고 23일 밝혔다. 


이 시스템은 가운데가 비어 있는 중공사막 형태의 ‘초투과성 분리막’을 이용, 연속적으로 이산화탄소 포집과 전환이 가능해 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다. 


고동연 교수팀이 개발한 고체 탄산화 기술은 이산화탄소와 알칼리 금속(칼슘, 마그네슘)의 자발적 결정화 반응을 이용했다. 


이산화탄소를 열역학적으로 가장 안정된 탄소 저장체인 고체 탄산염(CaCO3, MgCO3)으로 전환하는 기술로, 고체 탄산염은 물성 제어를 통해 건설·토목 소재, 제지산업, 고분자, 의약, 식품, 정밀화학 분야에 활용할 수 있다. 



연구팀은 우선 미세다공성 고분자로 이뤄진 초투과성 분리막 기술을 통해 기존 공정 유닛보다 5~20배가량 작은 부피로 기존 공정 대비 50% 이상 뛰어난 물질전달 효율을 갖는 고체 탄산화 시스템을 구현하는 데 성공했다.


이 과정에서 미세다공성 고분자를 속이 빈 실과 같은 중공사막 형태로 가공해 모듈화하는 기술을 확보했다. 이렇게 제작한 초투과성 중공사막 모듈에 이산화탄소-질소 혼합 기체를 흘려보내면 이산화탄소만 선택적으로 빠르게 분리막을 가로질러 중공사막 외부의 알칼리 이온과 반응해 순간적으로 탄산염을 생성하게 된다. 


이 시스템은 부피 대비 표면적이 기존 시스템보다 수 배 이상 커 효율이 높고, 장시간 연속 공정이 가능한 것이 특징이다. 


이번 연구를 주도한 고동연 교수는 “고체 탄산화 시스템은 온실가스 배출량이 많은 발전소나 제철소, 시멘트 제조업체 등 관련 산업계의 탄소배출권 구매량을 줄일 수 있고, 동시에 자원 재순환을 통해 기업 경쟁력을 높일 수 있다ˮ고 말했다. 





배너

배너

배너

배너

배너

배너




배너
배너