[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 이산화탄소를 선택적으로 투과하는 고효율 분리막 제조 기술을 개발했다.

카이스트는 22일 배태현 생명화학공학과 교수 연구팀이 고분자 분리막의 구조와 화학적 특성을 제어해 높은 효율로 이산화탄소(CO₂)를 분리 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

분리막은 목표 물질을 선택적으로 투과하는 박막으로 저에너지 분리 기술로 주목받았다. 하지만 기존 고분자 분리막은 제조 과정이 복잡하고 강도가 부족해 실제 공정에서 사용하기 어렵다는 단점을 보여왔다.

연구팀은 가공성 높은 고분자를 소재로 제어가 쉬운 화학반응을 활용해 미세 기공을 만들어 저비용으로 양산이 가능한 분자체 분리막을 구현했다. 사전에 디자인된 고분자에 다양한 화학 작용기를 도입할 수 있다.

이번 연구에서는 고분자 분자체 분리막에 이산화탄소의 선택 투과성을 높이기 위해 질소 원자에 수소가 결합된 화학작용기(-NH2)인 아미노 그룹을 도입했다.

새로 개발된 분리막은 고분자 분리막에 준하는 기계·화학적 안정성에 높은 유연성을 지녔고 대량 생산에 유리한 공정을 적용해 상업화에도 유리한 조건을 갖췄다. 아울러 적용되는 분리 공정에 따라 맞춤형으로 튜닝할 수 있어 여러 산업 분야로 확대 적용이 가능한 범용성 기술이다.

이홍주 연구원은 “이번 연구에서 개발한 이산화탄소 분리막은 혁신적인 패러다임 발전과 함께 비교적 간단한 공정으로 고분자 소재에서는 달성하기 어려웠던 분리 성능을 확보했다”며 “고분자 분리막이나 탄소 분자체 분리막을 적용하고자 했던 여러 화학 산업에 적용가능한 대안을 제시한 연구”라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 4월 12일자 온라인 게재됐다.