이제찬 성균관대 교수 연구팀, 기후변화 해결 위한 ‘新 나노기술’ 개발

성균관대 건설환경공학부 이제찬 교수(왼쪽, 교신저자)와 글로벌스마트시티융합전공 임삼열 석사과정생(오른쪽, 제1저자). /성균관대

성균관대학교 이제찬 건설환경공학부 교수 연구팀이 기후변화 문제 해결을 위한 새로운 나노 기술을 개발했다.

19일 성균관대에 따르면 연구팀은 기후변화에 영향을 미치는 이산화탄소를 효과적으로 포집하고 이를 고부가가치 화합물로 전환할 수 있는 ‘수지형 섬유상 나노실리카(DFNS)’라는 나노 소재를 이용한 연구 성과를 발표했다.

이번 연구에서 제시된 DFNS는 독특한 원뿔형 열린 기공 구조를 가진다. 이산화탄소 포집·전환 시 표면적 및 기공 부피 감소를 최소화할 수 있는 것이 특징이다.

또 DFNS는 합성조건을 변경해 표면적과 기공 부피 등 질감 특성을 목적에 맞게 제어가 가능하며, 여러 CCUS(탄소 포집·활용·수집) 반응 중 원하는 반응에 최적화된 특성을 가지도록 조절이 용이하다.

이러한 특성을 가진 DFNS 소재는 이산화탄소 포집제, 이산화탄소의 고부가가치 화합물로의 전환반응 촉매 등 다양한 CCUS 분야에 응용이 가능하며, 높은 효율성과 안정성·스케일업의 상대적 용이성 등 향후 산업적으로 확대 적용될 경우 기후변화에 대응하는 핵심 기술로 자리 잡을 수 있을 뿐만 아니라, 지속 가능한 에너지 자원 생산에도 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

이번 연구는 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 세계적으로 권위 있는 학술지 Chemical Society Reviews에 게재됐다. 이 저널은 화학 분야 최상위 저널 중 하나로 영향력 지수(2023 Impact Factor) 40.4를 기록하며, 전 세계 화학 저널 중 상위 0.7%에 속할 만큼 영향력이 크다.

이제찬 교수는 “DFNS 기반의 CCUS 기술은 기존 CCUS 기술의 한계를 극복할 수 있는 높은 가능성을 보여줬으나, 아직 개선해야 할 점도 분명히 존재한다”며 “지속적이고 체계적인 연구를 통해 이 기술이 다양한 산업에 적용되어 지속 가능한 발전을 이루는 데 기여하기를 바란다”고 말했다.

연구팀은 해당 논문에서 발표한 결과를 기반으로 DFNS 소재를 활용한 CCUS 기술 개발을 지속하며 이를 다양한 분야에 확장·적용할 수 있도록 후속 연구를 진행할 계획이다.

DFNS 특성 조절 인자 및 CCUS 활용 시 상관관계 개념도. /성균관대