지구온난화에 의한 기후변화를 억제하고 탄소중립적인 사회를 실현하기 위해 '이산화탄소 회수·저류기술(CCS: Carbon dioxide Capture and Storage)'이 주목받고 있다.배출가스나 천연가스 중에 포함되는 CO₂를 제거하는 수법이지만, CO₂와 다른 가스를 효과적으로 분리하기 위한 「막」의 개량이 과제였다.
이번에 시바우라 공업대학 공학부 응용 화학과 노무라 간히 교수가 이끄는 연구팀에서는 기존 합성법보다 빠르고 우수한 성능으로 CO₂를 분리할 수 있는 순수 실리카 CHA막의 새로운 합성법을 개발한다. 일에 성공했다. CHA막은, 다양한 산업에서 에너지원으로서도 활용 가능한 온실 효과 가스인 메탄(CH₄)과 CO₂를 분리하지만, 알루미나 기재상에서 막을 제작하는 종래의 수법에서는, 알루미늄이 녹아, 순수 실리카 CHA 막을 합성 할 수 없습니다.한편, 본 연구팀이 발견한, 다공질의 실리카 기판을 사용하는 합성법에서는, 알루미늄의 용출이 일어나지 않기 때문에, 알루미늄을 함유하지 않는 퓨어 실리카 CHA막이 되어, CO₂ 투과율의 향상에 성공하고 있다.
다양한 합성 조건 하에서 실험을 반복하여 최적화된 원료 겔과 실리카 기재의 조합에 있어서는 CO₂/CH₄ 혼합 가스에 대해 종래 기재와 비교하여 2배의 CO₂ 분리 성능을 달성했다 .또한, 종래 기재 상에서는 합성에 70시간을 요하는 막 두께의 막을, 새로운 합성법에서는 8시간으로 얻을 수 있다고 하고, 합성 시간도 대폭 단축했다.
본 방법은 CHA막에 의한 CO₂ 회수의 산업화를 뒷받침할 가능성도 갖고 있어 탄소 중립 실현에 기여할 것으로 기대된다.
논문 정보:【Membranes】Development of Pure Silica CHA Membranes for CO₂ Separation
