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마이크로포러스 폴리머를 흡착제로 사용하는 이산화탄소 포획

전문가 제언: ○ 다공성 소재들은 단위질량당 높은 표면적과 부피를 가지고 있어 다양한 활성물질 및 촉매 등의 담지가 쉬우며 기공을 나노미터 수준으로 조절하고 나노구조를 제어하면 우수한 특성의 흡착 및 분리, 센서, 촉매, 광학 소재, 에너지 소재 등으로 응용이 가능하다. 일반적으로 나노 다공성 물질은 그 기공의 크기에 따라 마이크로포러스, 메조포러스, 매크로포러스로 분류된다.

○ 마이크로포러스 폴리머(MOP)는 가스 분리공정에서 흡착제와 폴리머 막으로 사용될 수 있는 비교적 새로운 종류의 폴리머에 속하며 공유결합에 의해 순수한 유기물 구성단위로 제조된다. 최근에는 이들 폴리머가 발전소 등의 연도가스부터 이산화탄소를 분리하는 흡수제 또는 막 재료로서 사용 가능성이 구체적으로 연구되고 있으며 현재 사용 중에 있는 여타 방법에 비하여 비용 효율적인 대안이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 본고는 탄소포획 및 저장(CCS)에 마이크로포러스 폴리머 사용 가능성과 문제점에 관한 최신의 논문과 문제점을 검토하고 있다.

○ 마이크로포러스 폴리머는 다른 흡착제 성분에 비하여 기술적으로 일부 우수한 장점을 가지고 있으며 물리적인 흡수제 유형의 MOP의 실용적인 CO2 흡수 용량은 금속 유기물 구성 흡착제나 제올라이트에 비해 아직은 약간 낮으나 향상된 안정성이나 낮은 친수성 성질로 인해 그 결점을 부분적으로 상쇄되고 있다.

○ 메조포러스 소재에 관한 연구는 학계에서 다양하게 연구되고 있으며 포항공대 연구진은 원-팟 합성법을 비롯한 새로운 기술을 확보하여 에너지 전환/저장 장치 소재 및 나노 촉매 등을 개발하고 있다. 최근 일본의 한 연구 그룹은 마이크로포러스 폴리머(PIM)라는 소재에 특수 열처리로 가교구조를 형성하여 고성능의 가스 분리막 재료를 만드는 데 성공한 것으로 보고하고 있다. 마이크로포러스 폴리머를 이용한 가스 분리 기술은 효율, 경제성 등에서 우수한 특성을 가지고 있어 이 분야에 대한 학계의 적극적인 연구 참여가 요망된다.

저자: Chao Xu, Niklas Hedin
자료유형: 학술정보