KAIST, 초투과성 분리막 이용 이산화탄소 전환 시스템 개발

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 에너지 집약 산업체의 이산화탄소 배출량을 줄이고 산업 부산물을 유용한 자원으로 전환하는 신개념 고체 탄산화 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.

이 시스템은 중공사막 형태의 '초투과성 분리막'을 이용해 연속적으로 이산화탄소 포집과 전환이 가능하기 때문에 탄소 배출량을 대량으로 줄일 수 있다.

중공사막은 가운데가 비어있는 형태의 막으로 인공 신장 투석기나 정수기 따위의 여과재로 사용하고 있다.

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미세다공성 고분자 중공사막 모듈을 이용한 광물탄산화 공정을 보여주는 모식도[사진=카이스트] = 2020.11.23 memory4444444@newspim.com

연구팀이 개발한 고체 탄산화 기술은 이산화탄소와 알칼리 금속(칼슘, 마그네슘)의 자발적 결정화 반응을 이용하는 일종의 자연모방 기술이다.

이산화탄소를 열역학적으로 가장 안정된 탄소 저장체인 고체 탄산염(CaCO3, MgCO3)으로 전환한다.

고체 탄산염은 고품위 물성 제어를 통해 건설·토목 소재, 제지산업, 고분자, 의약, 식품, 정밀화학 분야에 활용할 수 있다.

이 기술을 활용하면 이산화탄소 배출량을 대폭 줄여 탄소배출권의 절약은 물론 고부가가치 생산물을 통해 추가적인 경제성을 확보할 수 있다는 게 큰 장점이다.

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KAIST 생명화학공학과 고동연 교수 = 2020.11.23 memory4444444@newspim.com

고동연 교수는 "신기술을 적용해 이번에 새로 개발한 고체 탄산화 시스템은 온실가스 배출량이 많은 발전소나 제철소, 시멘트 제조업체 등 관련 산업계의 탄소배출권 구매량을 줄일 수 있다"며 "동시에 자원 재순환을 통해 경쟁력을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다ˮ고 말했다.

이번 연구는 산업통상자원부 에너지국제공동연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 생명화학공학과 황영은 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 'ACS 서스테이너블 케미스트리 앤드 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)' 10월호에 실렸다. 연구의 파급력을 인정받아 표지논문으로도 선정됐다.

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