에너지·환경 산업의 핵심소재 설계 및 합성- 고효율 이산화탄소(CO2) 흡착제 개발 및 맞춤형 제올라이트 합성 길 열려 -
연구결과 개요
1. 연구배경
ㅇ 최근 이산화탄소 농도의 증가에 의한 지구온난화 문제는 인류의 생존과 직결될 수 있는 중대한 과제로 대두되고 있다. 특히 이산화탄소를 배출하는 화석에너지의 사용량에 따라 부과되는 탄소세 및 배출권 거래제가 각 국가와 기업들의 경제상황과 연관되면서 이산화탄소 분리·회수 기술의 중요성이 점차 증대되고 있으며, 이에 연소 후 배기가스에 남아있는 이산화탄소를 큰 에너지 소비 없이 저렴한 비용으로 분리·회수하는 기술 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.
ㅇ 현재 연소 후 배기가스에 남아있는 이산화탄소를 분리·회수할 수 있는대표적인 기술로는 아민을 이용한 습식 흡수법이 있으나 이 방법은 이산화탄소 회수비용이 높고, 폐수가 다량 발생되며, 기기 부식 등의 문제점이 있다. 이를 대체할 수 있는 기술로서 최근 나노다공성 구조체를 이용한 건식흡착법에 대한 관심이 집중되고 있다. 제올라이트는 대표적인 나노다공성 구조체로서, 다른 무기소재에 비해 보다 높은 열적 안정성, 기체투과율 및 선택도를 갖는 장점이 있다. 그러나 현재 이산화탄소 분리에 사용되고 있는 제올라이트의 종류는 극히 제한되어 있으며, 이산화탄소에 대한 흡착량 및 선택도에 한계를 보이고 있는 실정이다. 따라서 이를 극복할 수 있는 새로운 구조의 제올라이트 합성 및 이를 이용한 이산화탄소 분리·회수 기술 개발 연구가 반드시 필요하다. 
ㅇ 이론적으로 3백만 종 이상의 서로 다른 제올라이트 구조가 가능하나 2015년7월 현재까지 알려진 구조는 229종에 불과할 만큼 새로운 구조를 갖는 제올라이트의 합성은 매우 어려운 일이다. 이는 제올라이트 합성이 실리카, 알루미나, 물의 조성, 양이온 및 유기 구조 유도 물질의 종류와 크기, 합성온도, 합성 시간 등 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문이며, 이러한 이유로 제올라이트 구조를 설계하고 이를 실제로 합성하는 일은 매우 어려운 일이며, 제올라이트 합성 분야의 오랜 숙원 중의 하나다.
에너지환경산업 핵심소재 설계 및 합성 세계첫성공
이산화탄소 농도의 증가에 의한 지구온난화 문제가 대두된 것은 언제부터일까
2015년7월