도레이, 세계 최초 나노 구조 다공성 탄소섬유 개발... 첨단 분리막용

도레이(Toray Industries Inc., 일본 도쿄)가 세계 최초로 나노 크기 연속 기공 구조를 가진 다공성 탄소섬유를 개발했습니다. 이 섬유는 온실가스 분리 및 수소 생산용 첨단 분리막의 지지층으로 쓰여, 분리막을 더 가볍고 콤팩트하게 만들어 성능을 높입니다.

도레이는 이 신소재 R&D를 지속하며 타 기관과 협력해 응용 분야를 개발 중입니다. 전극 소재, 고성능 배터리용 촉매 담체(다른 물질을 고정하는 기재) 등으로 확대 예상됩니다.

기존 흡착·흡수식 설비의 대안... 막 분리 기술의 난제 해결

기존 설비는 이산화탄소, 바이오가스, 수소 등 기체 분리에 크고 에너지 소모가 커 이산화탄소 배출이 많았습니다. 막 분리 방식이 주목받지만, 만족스러운 기체 분리 성능과 내구성을 겸비한 막은 아직 없었습니다.

도레이의 신소재는 화학적으로 안정하며 최적의 기체 투과성을 가집니다. 얇고 유연한 섬유라 기체 분리막 모듈에 많이 넣어도 콤팩트하고 가볍습니다. 다양한 기체 분리층과의 조합이 가능해 친환경 천연가스·바이오가스 정제 및 수소 생산용 첨단 분리막 상용화에 기여할 전망입니다.

폴리머·탄소섬유·수처리 기술 융합으로 구현

도레이는 자사 폴리머 기술, 탄소섬유 기술, 수처리·분리막 기술을 결합해 균일한 연속 기공과 탄소를 가진 다공성 탄소섬유를 만들었습니다. 나노~마이크로 수준 기공 크기 제어 가능하며, 섬유 중심에 중공 다공성 탄소섬유를 형성할 수도 있습니다.

R&D 지속을 위해 도레이는 다음 달 '미래 R&D 이노베이션 센터'를 개소합니다. 글로벌 전략 혁신 거점으로 학계·다양한 분야 핵심 파트너와 협업합니다. 신소재를 활용한 첨단 기체 분리막 상용화를 위해 여러 파트너와 협력할 계획입니다.

도레이 그룹 지속가능성 비전 아래 2050년 저탄소 사회 실현을 위해 환경·자원·에너지 문제 해결에 기여하는 기술 개발을 지속합니다.