홍석봉 교수 ‘새로운 제올라이트’ 개발

에너지·환경 산업 분야에서 다양하게 사용되는 ‘제올라이트’는 실리콘과 알루미늄 원자가 결합돼 표면에 무수히 많은 구멍이 난 다공성(多孔性) 물질이다. 이는 지구온난화의 원인물질인 이산화탄소의 흡착·제거에 뛰어난 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 문제는 합성 과정에서 재료나 온도, 시간 등 여러 가지 요인에 영향을 받기 때문에 정확한 합성 메커니즘은 규명된 바가 없었다.

포스텍 환경공학과 홍석봉 교수와 포항 가속기연구소, 스웨덴 스톡홀름대, 영국 세인트앤드루스대, 프랑스 가속기연구소 등 공동 연구팀은 세계 최초로 기존의 제올라이트 구조를 분석해 물질합성 전략을 세운 뒤 새로운 제올라이트를 만드는 데 성공했다. 이 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자 온라인판에 실렸다. 제올라이트는 이론상으로는 300만종 이상의 구조가 가능하지만, 현재 만들어진 구조는 229종에 불과하다.

연구팀은 물질 설계를 통한 합성법으로 가장 크고 복잡한 구조의 새로운 제올라이트 2종류를 만들어 냈다. 이번에 만들어진 제올라이트는 기존의 것보다 이산화탄소 흡착률이 높고, 100회 이상 재사용하더라도 기능이 떨어지지 않는 것으로 나타났다. 이 때문에 석유 채굴 과정에서 나오는 메탄가스로부터 이산화탄소를 제거해 순수한 천연가스를 추출하는 데 쓰이는 등 환경·에너지 분야에서 다양하게 활용될 것으로 보인다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr