지르콘산 리튬의 합성과 고온 CO2 포집

전문가 제언

○ CO2의 포집에서 사용하는 고체 흡착제들을 보면, 제올라이트는 수분 이 있으면 CO2 흡착 선택성이 낮아지고, 최근 연구가 활발한 MOF는 고압에서 흡착능은 좋으나 저압, 고온에서 흡착능이 좋지 않으며 배위결합 물질이므로 수열 안정성아 낮다. 중간세공 실리카에 아민 기능기를 침지하거나 접붙임한 것들도 고온에서 사용하기 쉽지 않다.

○ 지구 온난화에 약 60%의 영향을 미치는 CO2의 2/3는 화석연료의 연소에 의한 것이고 발전소에서 사용량이 크다. 발전소에서 배기되는 CO2의 온도는 625~900K로서 이를 포집하여, 수소화 반응, 광화학반응, 메탄 개질반응, 수성가스 전환반응 등에 응용하려면 고온에서 흡수하여 분리하는 것이 경제적으로 유리하다.

○ 고온 CO2 수착(흡수/흡착)에서는 CO2 선택성, 수착량, 수착/탈착 속도 및 반복사용의 간편성, 열 및 물리적 안정성 등이 중요하다. 고체 흡수제로 CaO- 또는 MgO- 바탕의 수착제는 반응속도가 느리고 CO2 흡착시의 부피변화가 커서 물리적인 안정성이 낮고 수증기가 존재하면 수착 성능이 떨어지며 재생온도가 높은 단점이 있다.

○ 최근 고온에서 사용할 수 있는 CO2 수착제로 지르콘산 리튬(LZO: LixZryOz)이 제안되었다. LZO는 CO2에 대한 선택성이 거의 완벽하고, 흡착량이 크며, 반응속도가 빠르고, 수착과 탈착과정을 반복하면서 사용할 수 있으며, 열 및 물리적인 안정성이 높은 장점이 있다. 그러나 대부분의 연구가 실험실 수준에서 진행되어 큰 규모에 적용할 수 있는 후속 연구가 필요하다.

○ 국내에서는 21세기 프론티어 연구개발 사업의 일환으로 이산화탄소 저감 및 처리 기술개발 사업이 진행되었고, CaO, NaHCO3, K2CO3 등을 사용하는 건식 고체 흡착제에 대한 연구도 진행되었다. 앞으로 새로운 고온 흡착제에 대하여도 관심을 가질 필요가 있을 것이다.

저자

Shutao Wang, Changhua An and Qin-Hui Zhang

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

1

잡지명

Journal of Materials Chemistry A

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3540~3550

분석자

어*선

분석물

• 지르콘산 리튬의 합성과 고온 CO2 포집.pdf [326,340 byte]

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