나노기술 및 정책 정보

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교토대학(京都大學) 대학원 공학연구과, 닛뽄제지(日本製鉄) 등의 공동 연구그룹이 기존의 흡착 제와는 다른 새로운 재료(게이트형 흡착제)를 활용한 이산화탄소 고효율 분리 시스템을 개발함. 이산화탄소(CO2)는 지구 온난화를 초래하는 온실 가스로, 파리 협정(2015년)에서는 대기 중의 CO2 배출량 감소를 통해, 평균 기온을 상승을 2°C 이하로 하는 목표치가 정해진 바 있으며, 목표를 달성하기 위해서는 에너지 효율 향상, 재생 가능 에너지 이용, CO2 배출원에 있어 CO2 를 고효율·저비용으로 분리·회수 하는 것이 필수적임. 연구진은 스스로가 흡열적으로 구조변형함으로써 CO2를 가져올 때 열 발생을 줄일 수 있는 게이트형 흡착제에 주목, 우수한 CO2 분리 성과를 확인함. 한편, 게이트형 흡착제의 특성을 살린 ‘고흡착 분리 시스템’ 을 고안하여 CO2 분리 효율이 기존의 방식에 비해 매우 높다는 것을 발견함. 본 연구는 게이트형 흡착제가 CO2의 흡착·분리·회수 시스템의 고효율화 및 에너지 절약에 유용하다는 것을 처음으로 입증한 것으로, 향후 고성능 게이트형 흡착제의 탐색 및 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ (“High-throughput gas separation by flexible metal – organic frameworks with fast gating and thermal management capabilities”) 지에 게재됨.