연필심 주재료인 '흑연'으로 지구온난화를 막는다면?

▲그래핀 분리막의 기공형성 모식도. 140도의 낮은 정도의 열처리로 기공이 형성된 그래핀옥사이드 분리막은 우수한 기체투과와 선택도를 보인다.

[아시아경제 노미란 기자]'연필심'의 주재료인 '흑연'이 지구온난화의 주범으로 지목되는 이산화탄소를 걸러내는 소재로 쓰일 수 있는 가능성이 열렸다. 향후 이 기술이 상용화돼 '이산화탄소 포집 및 처리(CCS)'에 적용될 경우 이산화탄소 포집비용을 혁신적으로 낮출 수 있을 것으로 기대되고 있다.

한양대학교 박호범 교수팀은 미래창조과학부 산하 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터의 지원을 받아 그래핀을 이용해 배기가스 중 이산화탄소를 선택적으로 분리할 수 있다는 것을 세계최초로 규명했다.

그래핀은 연필심에 사용되는 6각형 구조의 흑연을 두께 0.2nm로 떼어낸 물질을 일컫는다. 머리카락 두께의1000분의 1정도로 얇은 막이라고 생각하면 된다. 기존 분리막 소재보다 두께를 1/100이상 줄임으로써 기존 분리막과 비교해 성능을 1000배 이상 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 그래핀과 그래핀 유도체의 크기를 조절해 원자두께의 소재들을 새롭게 적층구조로 배열한 분리막으로 이산화탄소를 선택적으로 분리할 수 있다는 것을 세계 최초로 규명했다.

기존 분리막의 경우 지지체가 용매에 녹아 다시 수분을 말리는 과정이 필요하는 등 대량 생산이 용이하지 못했다. 하지만 그래핀 기반 분리막의 개발로 강한 용매를 사용하지 않고 수용성 용액을 사용할 수 있어 대량 생산의 길이 열리게 됐다.

연구팀은 그래핀을 이용한 신규 분리막 원천소재와 분리막 제조기술까지 확보하게돼 2~3년 이내에 조기 상용화와 기술사업화가 가능할 것으로 보인다.

박상도 센터장은 "이번 연구에 대한 실증을 빠른 시일에 완료해 상용화를 앞당길 것"이라고 밝혔다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr