왼쪽부터 박정식 서강대 연구원, 박제영 서강대 화공생명공학과 교수, 오동엽 고려대 교수.
서강대학교 화공생명공학과 박제영 교수·박정식 연구원 연구팀이 오동엽 고려대 교수 연구팀과 함께 바닷물 속 이산화탄소(CO₂)를 고체 광물로 전환하는 하이드로젤을 개발했다.
연구팀은 조개나 산호 등 해양 생물이 바닷물 속에서 탄산칼슘 껍데기를 만드는 원리를 모방했다. 개발한 하이드로젤을 바닷물에 넣으면 표면 주변의 알칼리성을 높이고 칼슘 이온을 끌어모아 녹아 있던 이산화탄소를 탄산칼슘 광물인 아라고나이트로 전환한다. 바닷물 전체의 산성도를 바꾸는 대신 젤 표면에서 반응이 일어나도록 설계한 것이 특징이다.
연구팀에 따르면 하이드로젤은 상온에서 1g당 2.85밀리몰(mmol)의 이산화탄소를 수일 안에 고체 광물로 전환했다. 기존 일부 대기 포집 방식처럼 포집한 이산화탄소를 다시 분리하기 위한 고온의 열에너지나 압축 과정도 필요하지 않다.
사용한 하이드로젤에 알칼리 물질을 다시 채우면 반복 사용할 수 있다. 연구팀은 이를 통해 공정 과정에서 배출되는 탄소보다 포집량이 많은 ‘탄소 순감축(Net-negative)’이 가능하다고 설명했다.
박제영 교수는 “바닷물 속 이산화탄소를 직접 광물로 바꿔 기존 대기 포집 기술의 에너지 한계를 보완한 기술”이라며 "자연에서 배운 친환경적인 방법으로 이산화탄소를 유용한 자원으로 바꿀 수 있는 실질적인 해결책이 될 것"이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘C1 가스 리파이너리 밸류업 사업’ 지원으로 진행됐으며 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 에이(Journal of Materials Chemistry A)’에 게재돼 전면 표지 논문으로 선정됐다. 박정식 연구원이 제1저자, 오동엽·박제영 교수가 공동교신저자로 참여했다.