연구성과

물리 임지순 교수팀, 이산화탄소와 유해가스 골라 먹는 다공성 물질 개발

2023-03-24 915

[OSTECH 연구팀, 저밀도 기둥구조의 유·무기 하이브리드 화합물]

POSTECH 연구팀이 이산화탄소와 각종 유해가스를 효과적으로 포집할 수 있는 다공성 유·무기 하이브리드 화합물 합성에 성공했다.

물리학과 임지순 교수와 화학공학과 조길원, 박석환 교수 연구팀이 개발한 이 물질(SPOIC, Sparsely Pillared Organic-Inorganic Hybrid Compound)은 유·무기 하이브리드 화합물로 많은 초미세 구멍을 지녀 넓은 표면적을 가지고 있으며 구성성분들이 인체에 무해할 뿐 아니라 가격이 저렴하고 제조공정이 안전, 단순하며 친환경적이라는 장점을 가지고 있다.

이 물질은 층상구조를 가진 수산화알루미늄의 층간에 유기물 분자를 넓은 간격으로 삽입시켜 최대한의 층간 공간을 확보하는 형태이다. 층간의 빈 공간에 들어간 분자가 내부표면과 결합하여 안정되게 흡착 혹은 포집된다.

이산화탄소와 메탄 등 온실가스, 수소, 각종 유해물질과 발암물질(벤젠, 톨루엔, 벤조피렌 등), 미세먼지 원인물질(아산화질소 등), 중금속, 방사성물질들의 흡착, 저장, 혹은 제거 성능이 탁월할 뿐만 아니라 응용목적에 따라 추가적으로 작용기를 부착시킬 수 있는 일종의 플랫폼 물질로도 활용할 수 있다.

연구팀 리더인 임지순 교수는 최근 본 물질의 발명을 계기로 이산화탄소를 포집, 제거하는 국제경연대회 ‘엑스프라이즈 탄소 제거(XPRIZE Carbon Removal)’ 에 출전했다. 이 대회는 테슬라 창업자 일론 머스크가 엑스프라이즈재단(XPRIZE Foundation)에 상금으로 1억 달러를 기증해 성사됐으며, 임지순 교수가 이끄는 팀이 경쟁 자격 인증을 취득함으로써 이 대회에 참여했다. 이러한 내용은 최근 공중파 TV매체를 통해서도 소개된 바있다.

이 물질은 한국, 일본에 이어 최근에 미국에도 특허 등록을 마쳤다. 임지순 교수는 “발명된 물질은 이산화탄소 및 각종 유해물질을 포집하는 데 널리 사용될 것으로 기대된다”고 말했다.