지구온난화 주범 이산화탄소 특성 데이터 확보

한국핵융합에너지연구원

송미영 핵융합연 책임연구원(플라즈마기술연구소 플라즈마원천기술연구부장)이 이산화탄소 분자가 전자와 충돌 시 관찰되는 산란단면적 데이터 세트를 확보했다. 핵융합연 제공

이산화탄소가 지구온난화의 주요 원인으로 손꼽히면서 세계적으로 이산화탄소 포집활용(CCU) 기술의 중요성이 커지고 있다. CCU 기술이란 배출된 이산화탄소를 포획해 유용한 물질로 전환하는 기술이다. CCU 기술을 고도화하기 위해서는 이산화탄소 분자의 상호작용, 크기, 모양 등 다양한 데이터를 잘 알고 있어야 한다. 최근 국내 연구진이 신뢰성 있는 이산화탄소 데이터를 수집했다. 

한국핵융합에너지연구원(핵융합연)은 송미영 책임연구원(플라즈마기술연구소 플라즈마원천기술연구부장)팀이 공동연구를 통해 이산화탄소 분자가 전자와 충돌 시 관찰되는 '산란단면적' 데이터 세트를 확보했다고 23일 밝혔다. 

산란단면적이란 입자물리학이나 화학에서 두 입자가 원거리 상호작용으로 인한 반발로 산란될 때 어떤 각도에 대해 산란되는 입자 수를 말한다. 산란단면적 데이터는 플라즈마 연구 및 에너지, 환경, 의료, 반도체 공정 등 다양한 과학기술 연구 분야에서 유용하게 사용돼 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하는 것이 매우 중요하다. 

특히 그동안 이산화탄소에 대한 산란단면적 데이터 확보를 위한 다양한 연구가 진행됐지만 신뢰성 높은 데이터를 선별하고 활용하는 데 어려움이 있었다. 송 연구원팀은 이산화탄소의 전자 충돌 특성에 관한 논문 139편을 상호 비교해 논문에 쓰인 데이터 중 어떤 데이터가 신뢰할 수 있는지를 이론적·실험적으로 분석했다. 

그 결과 여러 이산화탄소 분자와 전자 간 충돌 시 나타나는 전자의 회전이나 진동, 탄성산란, 이온화, 해리 등의 반응 경로에서 발생하는 확률을 평가해 정밀한 단면적 권장값을 제시하는 데이터가 가장 신뢰도가 높다는 사실을 밝혔다. 

이번 논문은 내용의 우수성과 독창성이 인정돼 9월 3일 국제학술지인 '물리・화학 레퍼런스 데이터 저널'에 실리고 표지로도 선정됐다. 

송 연구원은 “데이터는 다양한 응용 연구의 뿌리와도 같다”면서 “이번 논문을 통해 많은 연구자가 이산화탄소 분자에 대한 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하고, 인류를 위한 다양한 연구 분야에서 유용하게 활용하길 바란다”고 전했다. 

오영국 핵융합연 원장은 “핵융합연 플라즈마기술연구소는 플라즈마 원천기술 및 응용의 기반 연구 수행 기관으로서 다양한 기체 분자의 물성 데이터를 확보하고 이를 효과적으로 활용할 수 있도록 기반을 마련하는 겠다”라면서 “앞으로도 기초 데이터 연구를 토대로 플라즈마 기술의 기반을 확립하고 혁신적인 기술 활용 가능성을 열어가는 데 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

<참고자료>

https://doi.org/10.1063/5.0215796

[이채린 기자 rini113@donga.com]