■ 연세대 연구팀과의 공동연구 논문, 유명 국제 학술지 ‘JMS’에 게재

■ 분리막 소재에 경제성·성능 우수한 ‘유기물’ 활용… 대량생산 및 상업화 기대

SK이노베이션과 SK아이이테크놀로지(이하 SKIET)가 연세대학교 연구진과의 공동 연구를 통해 비용은 낮추고 성능은 획기적으로 높인 차세대 분리막 기술을 개발해 냈다.

SK이노베이션 환경과학기술원, SKIET R&D센터, 연세대 화공생명공학과 김종학 교수 연구팀은 공동 연구한 차세대 탄소 포집 분리막 연구논문*이 국제 학술지 ‘저널 오브 멤브레인 사이언스(Journal of Membrane Science, JMS)’에 최근 게재됐다고 1일 밝혔다. JMS는 분리막 분야 최고 학술지로, 세계적 화학공학 연구진들의 논문을 게재하고 있다.
(*) Low-cost, all-organic, hydrogen-bonded thin-film composite membranes for CO₂ capture: Experiments and molecular dynamic simulation(탄소 포집을 위한 저비용의 유기 수소 결합 박막 복합 멤브레인: 실험 및 분자 동역학 시뮬레이션)

공동 연구진이 개발한 기술은 분리막 소재에 유기물만을 활용한 점이 특징이다. 학계에서는 분리막의 기체 투과성능을 높이기 위해 무기물을 첨가하는 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 반면 이번 연구에서는 머리카락 굵기의 500분의 1 정도인 200nm 두께로 유기물을 고르게 코팅하는 박막 코팅 기술과 연구진이 독자 개발한 유기물 첨가제의 시너지 효과로 무기물 없이도 높은 투과도의 분리막을 제조하는 데 성공했다.

공동 연구진이 개발한 탄소 포집 분리막은 투과도가 높을 뿐만 아니라 제조비용도 낮아서 대량생산과 상업화에 유리하다. 이번 연구 성과를 바탕으로 SK이노베이션은 리튬이온 배터리용 분리막(LiBS) 분야에서 글로벌 경쟁력과 상업생산 능력을 모두 갖춘 SKIET와 탄소 포집 분리막 기술 개발을 가속화할 예정이다. 유기물을 사용한 탄소 포집 분리막은 발전소, 철강, 시멘트 등 탄소 배출량이 많은 산업현장에 적용이 가능할 것으로 예상된다.

한편 SK이노베이션과 SKIET는 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage, 탄소 포집·활용·저장)의 핵심인 탄소 포집 시장을 선점하기 위해 지난해 5월 가스 분리막 전문기업인 에어레인에 지분 투자를 단행하고 고성능 분리막 개발을 위한 공동연구를 수행 중이다. 또한 SK이노베이션과 SKIET는 지난해 10월 롯데케미칼과 탄소 포집 분야의 경쟁력을 강화하기 위한 기술 및 사업협력 업무협약(MOU)을 체결했다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 “이번 성과는 에너지·화학 연구개발(R&D) 과정에서 축적된 SK이노베이션의 기술 역량과 외부 전문기관과의 시너지를 토대로 일궈낸 것”이라며 “SK이노베이션은 탄소 포집 분리막 상업화를 위한 연구개발에 매진하겠다”고 말했다.

[사진설명] 온라인 학술지에 게재된 연구논문 사진