고려대 최정규 교수팀, 제올라이트 분리막 CO2 분리성능 향상기술 개발

고려대학교 화공생명공학과 최정규 교수팀은 최근 '제올라이트' 소재로 한 분리막의 이산화탄소(CO2) 분리 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

이번 연구 성과는 재료화학분야 국제학술지 케미스트리 오브 머터리얼즈(Chemistry of Materials, I.F: 9.45)에 지난 7일자로 게재됐다.

제올라이트는 고유한 기공 구조를 갖는 무기 다공성 물질로, 높은 열적 화학적 안정성을 갖는다. 이런 특징으로 인해 분리막의 소재로 주목받았지만 고유의 기공 크기보다 큰 결함들로 인해 분리 성능이 크게 저하되며, 분리막 제작에 어려움을 겪어왔다.

이 기술을 최 교수팀이 간단하면서도 효율적인 방법으로 제올라이트 분리막 내에 존재하는 결함을 메우는 후처리 기술을 개발했다. 제올라이트의 기공 크기보다 크지만, 결함의 크기보다 작은 염료를 이용하여 선택적으로 결함을 메우는 방법이다.

이를 이용하면 매우 경제적이면서도 간단하게 분리막 내에 존재하는 결함을 메울 수 있어, 분리막의 고유한 성능을 끌어낼 수 있게 된다.

최 교수는 "이러한 후처리 기술은 단순히 이번 연구에서 사용된 CHA(chabazite, 차바자이트) 종류의 제올라이트 분리막 뿐만 아니라 다른 형태의 제올라이트 분리막에도 적용 가능한 기술로, 다공성 물질 기반의 분리막 분야에 기여할 수 있을 것"이라고 연구 의의를 설명했다.