COF-999

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COF-999

개발팀	대학교	UC 버클리
	지도교수	오마르 야기(Omar Yaghi)[1]
	주요 저자	Zihui Zhou(저우 지후이)

1. 개요2. 원리3. 기타4. 관련 문서

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▲COF-999를 병에 담은 모습
이 물질 200g이면 성목(成木) 한 그루만큼 CO₂를 흡수할 수 있다.(20kg/연간)

1. 개요

COF-999는 2024년 10월 UC 버클리의 오마르 야기 연구팀이 개발한 공유 결합 유기 구조체(Covalent Organic Framework)로 대기 중 이산화탄소만을 아주 효율적으로 흡수하는 물질이다. 습도가 높은 환경에서는 훨씬 뛰어난 성능을 보이고[2], 60℃ 이상 가열하면 포집한 이산화탄소를 내뱉기 때문에 탄소 보관소만 따로 구비하면 쉽게 재사용이 가능하다.[3] # 이 때문에 과학계는 물론 산업계에서도 DAC(Direct air capture)의 게임체인저로 이 물질을 주목하고 있다.

2. 원리


COF-999의 화학구조식(왼쪽)과 COF-999가 CO₂를 흡착하는 모습을 나타낸 상상의 이미지(오른쪽)

COF(Covalent Organic Framework)는 가벼운 비금속 원자(H, C, N, O 등) 간의 공유 결합을 통해 다공성 구조를 형성하는 유기 물질이다. 화학구조식에서 가운데를 향해 가지처럼 뻗어 있는 부분이 아민으로 질소 원자를 중심으로 수소 원자가 결합된 구조이다. 염기성을 띄는 아민은 산성을 띄는 이산화탄소와 반응을 하여 카바메이트(carbamate) 및 중탄산염(bicarbonate)을 형성한다. 사실 COF의 설계에 따라 수소만을 붙들 수도, 메테인만을 붙들 수도 있지만 COF-999는 이 중 이산화탄소만을 붙들도록 설계해 놓은 구조체이다. 게다가 기존 COF 구조체는 수분에 취약했던 반면, 이 구조체는 오히려 물이 이산화탄소를 더 잘 흡착하도록 도와준다. 한편, 60℃ 이상으로 가열하면 카바메이트 및 중탄산염 결합이 깨져 이산화탄소가 풀려나온다. 이렇게 해서 잡아 놓은 이산화탄소를 보관소할 장소만 있으면 계속해서 탄소 포집이 가능하다.

3. 기타

이 물질을 개발한 야기 교수는 AI를 활용하면 더 나은 COF와 MOF를 만들 수 있을 거라 보았다. # 하지만 이 물질을 개발하는데 AI를 활용한 건 아니다.

4. 관련 문서

탄소 포집

[1] 금속-유기 골격체(MOFs)와 공유 결합 유기 골격체(COFs) 개발을 선도하고 있고, 2011년엔 그가 쓴 논문이 전세계에서 두 번째로 가장 많이 인용되었을 정도로 학계에선 매우 유명한 화학자이다. # [2] CO₂농도 400ppm 대기에서 건조한 상태일 때는 COF 1g당 0.96mmol의 흡수 성능을, 50% 습도에선 2.05mmol 성능을 보인다. [3] 100회 이상 재사용 가능

COF-999

1. 개요

2. 원리

3. 기타

4. 관련 문서

분류