1. C2H6/C2H4 분리 흡착제 연구: 폴리에틸렌 등 고분자의 원료인 C2H4 (Ethylene)은 산업적으로 활용하기 위해 불순물인 C2H6 (Ethane)과 분리해 그 순도를 높여야 한다. 기존에 사용되는 극저온 고압 증류 방식은 에너지 효율이 낮고 반복 정제 과정이 요구되어 그 비용이 석유 화학 제조 에너지 비용의 20%를 차지한다. 이에 대한 해결책으로 상온 및 상압 조건에서 분리가 가능한 흡착제 기반의 연구가 이루어지고 있으나 C2H4와 C2H6 분자의 유사한 물리적 특성으로 인해 높은 선택성을 가지는 소재 개발은 미비한 상황이다. 우리 연구실에서는 기공 환경 최적화로 C2H6/C2H4 분리능이 높은 소재를 합성하는 연구를 진행중에 있다. 특히, 불순물인 C2H6와 선택적으로 상호작용하는 다공성 소재를 개발하기 위해 금속-유기 골격체(MOF) 및 다공성 유기 고분자(POP)의 기공 크기, 작용기 조절 등의 실험을 수행하고 있다.

​

2. Xe/Kr 분리 흡착제 연구: Xe과 Kr은 산업적으로 매우 유용한 희귀 가스(Noble gas)지만 비활성 기체로 대기중에 극도로 낮은 분압으로 존재한다. 일반적으로 공기의 극저온 증류 방식에 의하여 Xe과 Kr을 얻을 수 있지만 유사한 물리적 특성으로 인하여 순수한 Xe 또는 Kr을 분리하기 어렵고 Xe/Kr 혼합물로만 얻어진다는 단점이 있다. 따라서 고순도의 Xe과 Kr을 얻기 위하여 추가적인 극저온 증류 과정이 요구되지만, 에너지 집약적이므로 이를 개선하기 위해 흡착 기반의 Xe/Kr 분리 연구가 주목받고 있다. 우리 연구실에서는 분자체 효과를 이용하기 위하여 Xe과 기공 폭(Pore width)이 유사한 초미세 다공성 금속-유기 골격체(MOF)를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 더 나아가 중심 금속 또는 리간드 변화를 통한 미세 기공 환경을 조절로 Xe과의 친화력을 향상시켜 Xe/Kr 분리능을 높이기 위한 연구를 수행 중이다.