기체 포집과 이온 전달을 설계하는 다공성 기능성 소재 기술

실내 공기와 습한 운전 환경에서는 이산화탄소 흡착 소재가 수분에 노출돼 성능을 유지하기 어렵고, 기존 필터에 새로운 포집 기능을 추가하는 과정도 부담이 됩니다. 아민 기능화 다공성 골격체를 소수성 고분자로 복합화해 습도 환경에서 이산화탄소를 포집하는 코팅 소재로 적용하고, 헤파필터·활성탄·메쉬 등 공기 흐름을 다루는 기재와 결합할 수 있습니다. 기존 장치 전체를 교체하기보다 필터 또는 흡착 모듈의 소재 검증 단계부터 코팅형 포집 소재로 결합하는 방식으로 도입 가능성을 확인할 수 있습니다.

폐수 처리, 바이오가스화, 화학 공정 등에서 발생하는 암모니아는 회수 또는 저감이 필요하지만, 흡착제의 사용 시간과 재생 에너지 부담이 운영비에 영향을 줍니다. 술폰산기와 알킬기로 표면 특성을 조절한 다공성 고분자를 적용해 암모니아 선택 흡착과 헬륨 퍼지 기반 재생 가능성을 검토할 수 있으며, 기체 흡착·분리용 구조확장형 고분자도 함께 활용 대상이 됩니다. 먼저 실제 대상 가스 조성과 습도 조건에서 소형 흡착층의 성능을 검증한 뒤, 성형체와 흡착 모듈로 단계적으로 확대할 수 있습니다.

에너지저장 장치용 소재는 이온이 안정적으로 이동해야 하지만, 새로운 전해질이나 기체 저장 소재를 실제 부품 구조에 적용하려면 전도성·성형성·운전 조건을 함께 확인해야 합니다. 술폰기와 아연 이온 교환으로 아연 이온 전달 경로를 갖는 고체 전해질용 소재를 설계하고, 유연한 연결자를 갖는 다공성 고분자의 기체 저장 특성도 소재 개발 단계에서 검토할 수 있습니다. 전지 셀 또는 저장 모듈을 바로 변경하기보다 소재 샘플 평가와 전극·전해질 조합 검증부터 공동 PoC와 스케일업 검토로 연계할 수 있습니다.