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[IT뉴스]‘산업 필수품’ 유기용매 재활용 늘린다…나노여과 분리막 개발
온카뱅크관리자
조회:
32
2024-04-29 12:00:41
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">유영민 화학연 선임연구원 연구진 <br> 후가교 기술 개발해 투과율·선택도 개선</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="PiEEy2FOzU"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="Q788gYrRup" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국화학연구원 연구진이 개발한 유기용매 분리막. 기존 분리막보다 투과율과 선택도를 높여 유기용매의 재활용률을 높일 수 있을 것으로 기대를 모은다./한국화학연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/29/chosunbiz/20240429120044274mied.jpg" data-org-width="2306" dmcf-mid="8dEEy2FOF7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/29/chosunbiz/20240429120044274mied.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국화학연구원 연구진이 개발한 유기용매 분리막. 기존 분리막보다 투과율과 선택도를 높여 유기용매의 재활용률을 높일 수 있을 것으로 기대를 모은다./한국화학연구원 </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="xwTTpJ2Xz0" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/29/chosunbiz/20240429120044667abom.png" data-org-width="1800" dmcf-mid="63qqMIaV7u" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/29/chosunbiz/20240429120044667abom.png" width="658"></p> </figure> <p dmcf-pid="yKMMc5Cn03" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 화학 산업에서 사용하는 유기용매의 재활용을 돕는 기술을 개발했다. 산업 필수품인 유기용매는 모든 분야에서 사용되지만 재활용이 어려워 공정 비용을 높이는 요인으로 지목되고 있다. 유기용매의 재활용률을 높여 비용 절감에 효과가 클 것으로 기대를 모은다.</p> <p dmcf-pid="WorrG4phuF" dmcf-ptype="general">유영민 한국화학연구원 그린탄소연구센터 선임연구원이 이끄는 연구진은 29일 독성이 강한 유기용매를 걸러내 재활용을 돕는 나노여과 분리막 기술을 개발했다고 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="YkllFRbY3t" dmcf-ptype="general">유기용매는 반도체, 디스플레이, 의약을 비롯한 다양한 분야의 산업에서 원료를 녹이기 위해 사용하는 물질이다. 가령 반도체, 디스플레이 산업에서는 실리콘 웨이퍼에 붙은 불순물을 닦아내거나 제약 산업에서는 물질 합성을 위한 화학 반응을 만드는 데 쓰인다. 유기용매는 독성이 강해 모든 공정이 끝난 후 가열하거나 분리막으로 걸러내야 한다. 그러나 재활용되는 비율은 크지 않아 사용이 끝난 유기용매 대부분이 버려진다. 매년 국내에서만 200만t에 달하는 유기용매 폐기물이 발생한다.</p> <p dmcf-pid="GxaaCzHEp1" dmcf-ptype="general">유기용매의 재활용이 어려운 이유는 분리막을 화학적으로 손상시키기 때문이다. 현재 폴리이미드(PI)를 사용해 내구성이 강한 분리막이 개발돼 있으나 산성도 변화에 약하고 일부 유기용매에서만 사용할 수 있다는 한계가 있다. 유기용매를 잘 배출하는 투과도와 유기용매에 섞여 있는 특정 물질을 걸러내는 선택도도 낮다는 문제가 있다.</p> <p dmcf-pid="H9RRk1hL75" dmcf-ptype="general">화학연 연구진은 화학적 내구성이 강한 폴리벤즈이미다졸(PBI)를 이용한 분리막 제조 기술을 개발해 이런 문제를 해결했다. 고분자 분리막을 만든 후 추가적인 화학 반응으로 고분자끼리 다시 결합시키는 ‘후가교’ 공정을 적용해 내구성을 크게 높였다. 기존 소재로는 걸러낼 수 없던 유기용매의 분리 성능을 높이고 유기용매를 제거하기 위해 필요한 에너지를 크게 줄일 수 있을 것으로 기대를 모은다.</p> <p dmcf-pid="XHuuPmLKuZ" dmcf-ptype="general">연구진은 폴리벤즈이미다졸 분리막의 작은 구멍을 균일하고 미세하게 조절할 수 있는 후가교 기술을 만들었다. 유기용매 배출 성능을 높이고 원하는 물질을 더 잘 걸러낼 수 있게 하는 기술이다. 유기용매 분자가 분리막을 통과할 때 필요한 에너지를 낮춰 기존 기술보다 투과도를 72% 가량 개선했다.</p> <p dmcf-pid="ZJkkT9ts3X" dmcf-ptype="general">같은 크기의 분자를 걸러내는 비율인 ‘용질 선택도’도 6% 이상 개선했다. 분자 크기가 483Da(달톤)인 물질을 기준으로 기존 기술이 85.54%를 분리할 수 있던 반면 이번에 개발한 기술을 이용하면 91.67%를 분리할 수 있다.</p> <p dmcf-pid="5OGGzo8t7H" dmcf-ptype="general">연구진은 유기용매 분리막 공정을 이용하면 20% 가량 폐기하는 유기용매를 재활용해 경제성을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유기용매는 독성이 강해 환경에도 악영향을 미치는 만큼 친환경 공정 도입을 앞당길 수 있다는 기대다. 후속 연구를 통해 상용화 가능 여부를 검증할 예정이며 2026년 상용화를 목표로 하고 있다.</p> <p dmcf-pid="1wFFVke7UG" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 멤브레인 사이언스’ 3월호에 소개됐다.</p> <p dmcf-pid="tk55KjxpuY" dmcf-ptype="general">Journal of Membrane Science, DOI: <span>https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.122463</span></p> <p dmcf-pid="FW22ivkPFW" dmcf-ptype="general">□ 이번 논문은 분리막 공정 과학기술 분야 최고 권위 국제학술지인 ‘저널 오브 멤브레인 사이언스(Journal of Membrane Science(IF : 9.5))’ 2024년 3월호에 게재됐다.</p> <p dmcf-pid="3m004DJqzy" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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