2022.09.19 (월)

GLOBAL NEWS

멤브레인으로 대기 중 이산화탄소 99% 제거한다

美 델라웨어대학, 이산화탄소 민감한 HEM 특징 활용해 개발

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[월간수소경제 박상우 기자] 미국의 델라웨어대학교 연구진이 수산화물 교환막 연료전지(HEM)의 특징을 이용해 공기 중 이산화탄소를 포집하는 기술을 개발했다.

델라웨어대학교는 지난 3일(현지시각) 화학·생체분자공학의 연구팀이 수산화물 교환막 연료전지(HEM)의 특징을 이용해 탄소를 포집하는 기술을 개발하고 이를 학술지인 네이처 에너지에 공개했다고 7일 밝혔다.

HEM은 알칼리성 재료를 촉매로 쓰는 수산화물 교환막이 적용된 수소연료전지로 플래티늄을 촉매로 쓰는 고분자전해질막(PEM) 연료전지보다 경제적이고 친환경적이어서 새로운 대안으로 떠오르고 있다.

그러나 이산화탄소에 노출되면 성능과 효율이 최대 20%까지 급격히 감소하는 점 때문에 HEM을 상용화하기가 쉽지 않다. 

델라웨어대학교 연구팀은 HEM의 이러한 문제점을 개선하기 위해 연구를 진행하는 과정에서 HEM이 이산화탄소를 대부분 흡수한다는 사실을 발견하고 이러한 특징을 기반으로 하는 이산화탄소 포집 기술 개발에 착수했다.

그 일환으로 연구진은 수소연료전지의 핵심소재인 멤브레인 내부에 전기화학 시스템의 전원 장치를 탑재하는 기술을 개발했다. 

이를 기반으로 2.5x2.5cm 크기의 장치를 제작해 테스트를 진행한 결과 분당 약 2리터의 속도로 흐르는 공기에서 발견되는 이산화탄소의 약 99%를 지속적으로 제거할 수 있음을 확인했다.

이어 연구진은 음료 캔 크기의 장치를 제작해 테스트를 진행한 결과 분당 10리터의 공기를 여과하고 이산화탄소의 98%를 제거할 수 있었다. 이어 4.5리터 우유병 크기의 장치를 제작해 테스트를 진행해 비슷한 결과를 얻었다. 

연구진은 이를 바탕으로 기술을 발전시키면 자동차뿐만 아니라 지속적인 여과가 중요한 우주선이나 잠수함에서 더 가볍고 효율적인 이산화탄소 제거 장치를 가능하게 할 수 있다고 보고 있다.




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