[대학저널 오혜민 기자] POSTECH(포항공대, 총장 김도연) 화학과 이은성 교수, 통합과정 이재철 씨는 난양공대 배태현 교수, 기초과학연구원 김기문(포스텍 화학과) 교수와의 공동연구를 통해 JCM-1이라는 3차원 다공성 양이온 구조체를 합성, 이산화탄소와 에틸렌으로부터 아세틸렌을 쉽고 빠르게 분리하는데 성공했다.
그동안 아세틸렌을 분리하기 위해서는 상압 증류법을 많이 사용했는데, 온도를 높이기 위해서 영국의 총 에너지 소모량에 해당될 만큼 막대한 에너지가 필요하다. 연구팀은 에너지 소모를 줄이기 위해 흡착 기반 방법에 주목해 금속-유기 구조체(MOFs)라는 다공성 물질에 작용기를 도입 및 활용, 원하는 특정 분자만을 선택 흡착해 포획할 수 있도록 했다.
기존에는 한 가지 기체에서만 아세틸렌을 분리해낼 수 있었지만 새로운 3차원 양이온 다공성 구조체 JCM-1을 활용하면 이산화탄소와 에틸렌 모두에서 아세틸렌을 정확하게 분리할 수 있다. 또 기존 증류법과 달리 상온에서도 사용할 수 있어 분리 공정에서 사용할 때 에너지 소비를 획기적으로 줄여 산업 현장에서도 활용할 수 있게 됐다.
이은성 교수는 “천연가스, 이산화탄소 등 원료에 불순물로 포함돼 있는 아세틸렌을 정확하게 분리해낼 수 있게 됐다”며 “안정성도 높고 에너지 소모도 적은 만큼 실제 분리 공정에 활용될 가능성이 높다”고 말했다.
한편 이번 연구성과는 세계적 화학분야 학술지 안게반테 케미(Angewandte Chemie)에 게재됐다.
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