국내 연구진이 기체 혼합물에서 온실가스인 이산화탄소만 선택적으로 투과시킬 수 있는 분리막 기술을 개발해서 화제다.

카이스트 생명화학공학과 연구팀은 고분자 분리막 구조와 화학적 특성을 제어해 고효율로 이산화탄소를 분리, 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다.

멤브레인이라고 불리는 분리막은 원하는 물질을 선택적으로 투과시키는 장치다. 기존의 고분자 분리막은 구조가 치밀해 다양하게 활용하기가 어려웠다. 이런 단점을 보완하기 위해 일정한 미세 기공을 갖는 소재를 분리막으로 활용해 기체의 투과 선택성을 높이려는 연구가 수행되고 있지만, 제조 과정이 복잡하고 강도가 약해 실제 공정에 사용하기는 적합하지 못한 상태다.

이에 연구팀은 가공성 높은 고분자를 소재로 하고, 제어가 쉬운 화학반응을 이용해 미세 기공을 만들었다. 특히 낮은 비용으로 양산할 수 있고, 반응 디자인에 따라 다양한 화학 반응에 적용할 수 있다.

이번에는 이산화탄소를 대상으로 하기 위해 고분자 분자체 분리막에 아미노 화학작용기를 도입했다. 또 고성능이지만 쉽게 부서지는 탄소 분자체 분리막과 달리 기계적, 화학적 안정성이 높고 유연성이 크다는 장점이 있다. 이 때문에 대량생산도 쉽다.

이번에 개발된 분리막 기술은 분리 공정에 따라 맞춤형으로 적용할 수 있어서, 다양한 산업 분야에 확대 적용할 수 있다.

연구를 이끈 배태현 교수는 “이번에 개발한 분리막은 간단한 공정만으로 이산화탄소를 효과적으로 분리할 수 있는 고분자 소재를 만들 수 있다는 장점이 있다”라며 “수많은 화학 산업, 환경 분야에서도 넓게 적용이 가능할 것”이라고 말했다.