• 최종편집 2021-01-16(토)
 

[교육연합신문=이기호 기자] 전남대학교 송선주 교수 연구팀이 이산화탄소와 온실가스 배출량을 감축시킬 수 있는 ‘신개념 세라믹 산소 분리막 기반 하이브리드 순산소 생산 원천 기술’을 개발해 주목받고 있다.

 

전남대 송선주 교수(신소재공학부) 연구팀(충북대 주종훈 교수, 포항공대 이동화 교수)은 온실가스 배출로 환경문제를 발생시키는 석탄화력발전의 한계에 대한 대안으로 석탄 가스화 복합발전(IGCC)과 순산소 연소(Oxyfuel) 등 순산소를 이용한 고효율·친환경 화력발전 관련 기술을 제안했다.

 

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송선주 교수 연구팀이 특허 출원한 설계도

 

석탄 가스화 복합 발전은 석탄을 가스로 변환한 후, 이를 정제해 가스 터빈과 증기 터빈을 돌림으로써 전기를 생산하는 방식으로, 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 차세대 석탄발전기술이다. 또 순산소 연소 기술은 공기 대신 산소만으로 석탄을 태워 이산화탄소가 분리돼 나오기 때문에 온실가스 감축에 기여할 수 있다.

 

세라믹 산소 분리막은 높은 에너지 비용과 대규모 설비를 요구하는 심냉법을 통한 산소 생산 기술에 비해 700 ℃ 이상의 온도에서 산소 이온이 전달되는 산화물 소재를 이용해, 공기(질소 79%, 산소 21%) 중에서 산소만을 선택적으로 분리할 수 있는 획기적인 대안이다.

 

하지만 산소 분리막 기술은 진공을 이용한 순산소 제조법(3-단자법) 혹은, 이산화탄소를 이용한 순산소 제조(4-단자법)을 각각 독립적으로 사용했으나, 송선주 교수 팀은 두가지 방법을 결합해 신개념 순산소 생산 방법을 제시했다. 특히, 원천 기초 연구를 통해 세라믹 기반 산소 분리막의 투과 거동 메커니즘을 규명하는 등 소재 핵심 기술 확보에도 노력하고 있다.

 

이 기술은 지난해 영국왕립화학회가 발간하는 재료분야 유명 학술지 'Journal of Materials Chemistry A‘(피인용지수 10.733) 표지 논문 및 학술지인 ’Journal of Membrane Science‘(상위 2.29%)에 게재됐다. 또 신개념 하이브리드 산소 분리막 시스템에 관해서는 특허 출원됐다.

 

이 연구는 한국전력공사의 기초연구사업의 일환으로 진행됐으며, 지난해 사외공모 기초연구과제 우수연구자로 전남대 배호한 연구원(신소재공학부 박사과정)이 선정돼 표창을 받았다. 

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전남대 송선주 교수 연구팀, 온실가스 감축 발전(發電) 기술 개발
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