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셰일가스나 천연가스, 공기 등에 들어있는 질소를 선택적으로 흡착해 제거할 수 있는 ‘하이브리드 나노세공 흡착물질’이 개발됐다.

한국화학연구원과 연세대, 프랑스 CNRS 등 공동 연구팀은 하이브리드 나노세공 소재를 만들어 가스에서 질소를 효율적으로 흡착해 없애는 데 성공하고 학술지 ‘네이처 머티리얼스‘ 2016년 12월 19일자에 발표했다.

하이브리드 나노세공 소재는 크롬 이온과 유기산 화합물로 구성된 물질로 0.5∼50nm(나노미터, 10억분의 1ｍ) 크기의 미세한 구멍이 수없이 뚫려있다. 이 소재에 들어 있는 크롬 이온은 질소와 붙을 수 있는 전자를 제공한다. 이를 이용하면 공기나 셰일가스, 천연가스, 바이오가스 등에서 질소를 없애는 흡착제로 쓸 수 있다. 또, 공기나 천연가스에서 질소를 분리하기 위해서는 영하 161℃ 이하의 초저온 증류 기술을 사용해야한다.

연구팀은 하이브리드 나노세공 소재로 만든 흡착제가 질소만 선택적으로 흡착하는 특성이 있으며, 공기 분리에 사용되는 기존 흡착제보다 질소 흡착량이 29% 이상 높다고 분석했다. 연구팀은 이 소재를 이용하면 효율이 커진 만큼 영하의 온도를 유지하는 데 들어가는 에너지 사용량도 크게 줄일 수 있을 것으로 전망했다.

장종산 한국화학연구원 CCP융합연구단 연구원은 “이 소재로 미래형 질소 흡착 물질을 만들면 에너지를 생산하고 순수한 산소를 제조할 때 비용절감과 효율 향상이라는 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있을 것”이라고 말했다.