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2024년 03월 28일 (목)
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경남과기대 오현철 교수팀 ‘중수소 흡착 현상’ 세계 첫 발견

미국화학회지 표지 논문으로 선정
원자력 발전에 쓰이는 고가 ‘중수소’
흡착량 늘려 고순도 대량생산 기대

  • 기사입력 : 2020-07-23 08:01:40
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  • 국립 경남과학기술대학교 에너지공학과 오현철 교수팀은 ‘플렉시블 금속-유기 골격체’에서 중수소에 의해서만 기공이 열리는 흡착 현상을 세계 최초로 발견해 학계의 주목을 받고 있다.

    오현철 교수팀은 UNIST 문회리 교수, 한국원자력연구원 오인환 박사가 공동으로 진행했으며, 울산대 강성구 교수, FRM-II 박지태 박사가 참여했다.이 내용은 미국화학회지(JACS) 온라인 속보 7월 14일 자로 공개됐으며, 그 중요성을 인정받아 표지 논문으로 선정됐다.

    오현철 교수
    오현철 교수, 문회리 교수, 오인환 교수. (사진 왼쪽부터)

    수소의 동위원소인 ‘중수소’는 미래의 에너지라 불리는 인공태양을 만드는 핵심 에너지원이다. 미래 에너지원으로 꼽히는 핵융합 발전의 핵심원료이자, 원자력 발전과 연구용 장비 등에 쓰이는 대체 불가능한 자원이다. 그러나 지구상에 존재하는 중수소는 전체 수소 중 0.016%로 극히 미미하고, 수소 혼합물에서 중수소를 분리하기도 어려워 고가에 거래되고 있다.

    오 교수팀은 대표적인 플렉시블 금속-유기 골격체인 ‘MIL-53’에서 특정 온도 및 압력 하에서는 중수소에 의해서만 기공이 열리는 호흡 현상이 존재한다는 사실을 처음 발견했다. 플렉시블한 다공성 물질이 특정 동위원소에 의해서만 기공이 열리는 현상을 처음 보고한 연구라 학계에서 더욱 주목받고 있다.

    이를 바탕으로 수소 동위원소 기체를 만날 때 기공 구조가 바뀌는 ‘MIL-53(Al)’을 선택해 중수소 흡착에 의해서만 구조 변화가 일어날 수 있는 조건을 찾는 데 성공했다.

    연구진이 발견한 새로운 흡착 현상으로 인해 발생되는 추가적인 중수소 흡착량은 MIL-53(Al) 1g당 중수소 32mg이라는 많은 양의 중수소를 얻을 수 있었다. 기존 중수소 분리 양은 다공성 물질 1g당 중수소 최대 12mg에 그쳤다.

    강진태 기자

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