다양한 압력에서 CO2 포집을 위한 금속 유기 골격체(MOFs)의 최근 진행 상황

대기 중 CO2 수준의 상승으로 인한 지구의 기후 변화는 오늘날 우리 지구가 직면한 가장 큰 도전 중 하나입니다. 이 전 세계적인 문제는 우리의 사회가 "부정적인 탄소 배출"에 기여할 수 있는 기술을 요구합니다. 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술은 새로운 에너지 인프라 수정이 이루어질 수 있기 전에 산업 및 에너지 생산 지점 소스와 같은 기존 배출원에서 CO2를 포집하는 중요한 역할을 하고 있습니다. 최근, 지점 소스 포집과 함께 직접 공기 포집(DAC) 과정이 환경 공기에서 CO2를 포집할 수 있는 매우 요구되는 기술로 부상하고 있습니다. 전통적인 무기 흡착제와 함께, 금속 유기 골격체(MOFs)로 불리는 새로운 유형의 고체 다공성 흡착제가 최근 몇 년간 등장하였으며, CO2를 포집하는 매우 효율적인 재료 그룹으로 잠재력을 지니고 있습니다. MOF 기반 흡착제의 유망한 결과들은 이미 큰 관심을 끌었으며, 점점 더 빨라지는 새로운 흡착제를 개발하기 위한 연구에 기여하고 있습니다. 이 리뷰는 CO2 부분압력이 낮은 재료와 순수 CO2(1 bar) 포집 과정을 목표로 MOFs를 활용하는 연구를 강조하며, MOF 흡착제의 흡착 특성을 특성화하기 위한 널리 사용되는 시험 조건이기 때문입니다. 여기서 우리는 금속 중심의 목표 수정, 기공 크기 조절, 연결 단위의 적절한 선택 및 치환, 아민에 의한 MOFs의 기능화 등을 포함하여 CO2 흡착 용량과 선택성을 향상시킬 수 있는 네 가지 주요 접근 방식을 설명합니다. 흡착 사건의 메커니즘은 물리적 흡착 및 화학적 흡착 현상 관점에서도 검토됩니다. 리뷰의 마지막 부분에서는 새로운 흡착제 및 회수 프로세스를 개발할 때 연구자와 엔지니어가 고려해야 할 흡착제의 기술 경제적, 프로세스 기술적, 물리화학적 특성과 관련된 변수를 간략히 검토하며, 재료 가공, 포집 용량, 선택성, 재생 주기성 및 비용에 강조를 둡니다.