이 원리를 이용해 수소 기체로부터 중수소를 효율적으로 분리 할 수 있다. 영화 아이언맨에 나오는 ‘아크원자로’는 핵융합 발전을 이용해 폭발적인 에너지를 만든다. 중수소는 바로 이 아크원자로의 원료이다. 일반적인 수소보다 중성자를 더 갖는 수소의 ‘동위원소’로 전체 수소 기체 중 약 0.016%로 아주 미량만 포함돼 있어 분리하기 까다롭고 가격도 비싸다. 내부에 구멍이 많고 구멍의 크기가 변하는 ‘플렉시블 금속-유기 골격체’를 이용해 중수소를 분리하는 방법이 있지만, 정교한 온도와 압력 조절이 필요하고 분리 가능한 양도 적다. 기공에 중수소만 ‘흡착’할 수 있는 조건을 맞추기 어렵기 때문이다.
문회리 교수 연구팀은 대표적인 ‘플렉시블 금속-유기 골격체’인 ‘MIL-53’가 특정 온도 및 압력 아래에서 중수소에만 기공이 열리는 ‘두 번째 호흡 현상’이 발생한다는 사실을 발견하고 이를 통해 많은 양의 중수소를 얻어 내는 방법을 고안했다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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