정용철 부산대 화공생명공학부 교수가 참여한 국제 공동연구팀이 이산화탄소를 효율적으로 포집할 수 있는 `나노다공성 유기금속 구조체`를 찾아냈다. 석탄을 가스화해 전기를 생산하는 석탄가스화 복합발전 과정에서 나오는 이산화탄소를 연소 전 공정에서 효율적으로 포집할 수 있어 이산화탄소 배출 감소에 도움이 될 전망이다.
이산화탄소 포집기술은 화석연료에서 발생하는 이산화탄소를 대기로 배출하기 전에 추출한 후 압력을 가해 액체 상태로 만들어 저장하는 기술을 말한다.
이중 `연소 전 포집 기술`은 석탄가스화 복합발전에 효율적이고 이에 온도·압력·기체조성에 맞는 고체흡착제 개발이 요구돼 왔다.
국제 공동연구팀은 `대규모 분자전산모사`라는 컴퓨터 방법론을 이용해 고체흡착제의 일종인 유기금속 구조체(MOF) 성능을 미리 컴퓨터상에서 예측하고, 이 중 연소 전 이산화탄소 포집기술에 적절한 `NOTT-101/OEt`라는 이름의 MOF를 새롭게 발견했다.
이 MOF는 기존 MOF 중 가장 성능이 좋다고 알려진 `Mg-MOF-74`보다 60% 이상 높은 이산화탄소 흡착량을 보였다.
연구팀은 또 컴퓨터를 통해 MOF 성능을 예측하는 데 걸리는 계산 시간을 머신러닝기법의 하나인 유전알고리듬을 이용해 100분의 1로 단축했다.
정용철 교수는 “과학자와 공학자간 협력으로 머신러닝과 전산모사를 조합해 거둔 성과”라면서 “이산화탄소와 미세먼지를 줄일 수 있는 흡착제 개발 연구를 계속 수행해 나갈 것”이라고 말했다.
이번 연구는 미국 나노다공성물질게놈센터 지원 아래 프레이저 스토다트, 조셉 헙, 랜디 스너 미국 노스웨스턴대 교수, 펭치 유 코넬대 교수 등이 참여했고, 정용철 교수는 제1저자로 이름을 올렸다.
이번 연구결과는 `사이언스 어드밴스` 14일자 온라인판에 실렸다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
