국내연구진이 수소를 상온에서 선택적으로 빠르게 분리할 수 있는 소재를 합성하는 데 성공했다.

홍석봉 교수

교육과학기술부(장관 안병만)는 포스텍 화학공학과 홍석봉 교수팀이 'PST-1(POSTECH number 1)으로 명명된 새로운 분자체를 합성하고, 실험을 통해 이 소재가 수소를 분리할 수 있음을 발견했다고 10일 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학분야에서 세계적 권위의 학술지인 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)'지 7월 31일자 온라인판에 화제의 논문(Hot paper)으로 게재됐다.

연구팀은 지금까지 전혀 보고되지 않았던 새로운 조성의 'PST-1 제올라이트'를 합성해 그 내부에 작은 크기의 균일한 세공이 존재함을 확인했으며, 이 제올라이트의 가스 분리 특성을 연구한 결과 아르곤이나 이산화탄소와 같은 크기가 큰 기체분자들은 흡착하지 않으나 수소기체는 선택적으로 흡착하는 성질이 있음을 밝혀냈다. '제올라이트'는 어느 부분에서나 구조가 동일하고 세공의 크기나 모양이 모두 같은 결정을 말한다.

연구팀 관계자는 "PST-1 제올라이트는 60℃ 정도의 낮은 온도에서 쉽게 물이 빠져나가며 800℃ 이상의 고온에서도 그 구조를 안정적으로 유지할 수 있어 수소나 헬륨 같은 작은 기체분자들에 대한 선택적 분리소재로 적용될 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 이번 연구가 국제적인 주목을 받고 있다"고 설명했다. 또한 'PST-1 제올라이트'는 대표적 온실가스인 이산화탄소의 보다 효율적인 분리에도 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

홍석봉 교수는 "현재 사용되고 있는 수소 분리 공정은 300℃ 이상의 고온을 필요 하거나 수소 외의 불순물을 제거하는 방식"이라며 "PST-1 제올라이트의 합성으로 보다 경제적이며 선택적인 고순도 수소 제조 공정 개발이 가능할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

홍 교수는 'PST-1 제올라이트'의 분리 특성을 이용한 고순도 수소 제조 및 이산화탄소 분리 공정의 개발이 환경 및 에너지 분야의 핵심적인 기술이 될 것을 고려해 현재 국제 특허를 준비 중인 것으로 알려졌다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr
<ⓒ세계를 보는 창 경제를 보는 눈, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>