연구 개요



❍ 합성한 막물질(멤브레인 소재)을 에너지 기술과 지속가능성 기술에 응용하기 위한 공학적 설계와 실험적 검증(특성평가)을 담당함. 현재 주목하고 있는 핵심 응용 분야로 블루 에너지 수확, 이산화탄소 포집 및 금속-물 배터리 개발 등이 있음.

❍ 블루 에너지: 농도차 발전은 용액 간 화학적 구동력 차이를 이용하는 신재생 에너지 기술로 우리나라처럼 삼면이 바다로 둘러싸인 나라에서 친환경 대체 에너지로서의 가능성이 있음. 기존 농도차 발전막의 느린 이온 투과와 낮은 전하 선택도를 극복함으로써 블루 에너지 수확 효율을 극대화 하기 위하여, 우리 연구실이 연구 중인 우수한 막물질로 높은 이온 투과도와 전하 선택도를 동시에 지닌 농도차 발전막을 설계하고 특성평가를 진행하는 중임.

❍ 탄소 포집: 막기술(membrane technology)을 이용한 이산화탄소 포집 및 활용기술 개발을 통해 탄소중립 실현에 이바지하고자 함. 예를 들어, 이산화탄소 포집에 유리한 아민기(amine group)를 막물질에 결합하기 위해 긴 사슬 모양 고분자(polyethylenimine, PEI)로 하여금 탄소나노튜브를 나선형으로 감도록 하고 PEI와 CNT 사이 공간을 추가 아민기로 채우면, 이산화탄소 포집을 극대화할 수 있음. 여기에 물리적으로 흡착된 이산화탄소를 약 5-10℃ 정도의 약간의 가열만으로 쉽게 탈착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 포집 환경(수증기 등) 조절이나 polydopamine 등의 활용으로 포집 용량을 더욱 향상시키고자함.

주요 결과



M. Deng et al. ACS Appl. Energy Mater. 2018 / M. Deng et al. Langmuir 2019