KAIST, 산화 내성 높인 CO2 흡착제 개발

[베리타스알파=김대연 기자] KAIST는 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 산화 내성을 크게 높인 아민 기반의 이산화탄소 흡착제 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 연구를 통해 개발한 이산화탄소 흡착제는 기존 아민 기반 흡착제의 문제점인 '산화를 통한 비활성화 문제'를 해결함으로써, 실용화가 가능한 수준으로 안정성을 끌어 올렸다는 의미를 갖는다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2월20일자 온라인 판에 게재됐다.

지구온난화의 주범인 이산화탄소의 포집을 위해 이산화탄소 흡착제 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 재생에 필요한 에너지 소요가 적고 무해한 고체 흡착제에 대한 관심이 커지고 있다. 기공이 발달한 고체 내부에 고분자 형태의 아민을 도입한 종류의 흡착제들이 주목받고 있다. 기존의 아민 기반 고체 흡착제는 뛰어난 이산화탄소 흡착 성능에도 불구하고 반복적인 사용에 따른 아민의 산화 분해 현상이 발생해 성능이 떨어지는 심각한 안정성 문제가 있다.

연구팀은 상용 고분자 아민에 존재하는 극소량의 철/구리 금속 불순물이 아민의 산화 분해를 가속하는 촉매로 작용하는 것을 발견했다. 연구팀은 '킬레이트제'라 불리는 소량의 촉매 독을 주입해 불순물의 활성을 억제했고 산화 안정성을 비약적으로 높였다. 개발된 흡착제는 92% 이상 대부분의 흡착성능을 유지하며 기존 흡착제에 비해 약 50배 이상 증진된 산화 안정성을 지녔다.

1저자인 최우성씨는 “고체 이산화탄소 흡착제의 산화 분해 문제점을 획기적으로 개선해 상용화 수준까지 발전시켰다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다. 최교수는 “연구팀이 개발하는 이산화탄소 흡착제는 상용화 초기 단계에 진입했고 이미 흡착제를 구성하고 있는 각 요소 기술이 세계를 리드하고 있다”며 “연구 역사가 짧은 만큼 앞으로도 개선할 부분이 많지만 흡착제를 더 발전시켜 세계 최고의 이산화탄소 포집용 흡착제를 개발하겠다”고 포부를 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부의 Korea CCS 2020 사업의 지원을 받아 수행됐다.