조지 워싱턴 대학(George Washington University)의 연구진은 대기로부터 온실 가스를 제거하면서 탄소 나노튜브를 대량으로 제조할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 에너지를 적게 사용하는 이 공정은 복합물과 직물을 이용해서 탄소 나노튜브 모직을 만들 수 있게 한다.

이번 연구진은 용융 탄산 리튬(Li2CO3) 전해질, 니크롬(Nichrome) 양극, 모넬(니켈-구리 합금) 음극으로 구성된 시스템과 반응제로 CO2만을 사용해서 탄소 나노튜브를 합성했다. 전기 분해는 정전류 하에서 770 ℃에서 수행되었고, 탄소 나노튜브의 두께는 1㎛ 이상이고 길이는 1mm 이상이다. 이것은 지금까지 제조된 탄소 나노튜브에 비해서 길이가 100 배 이상 증가된 것이다.

이 공정에 필요한 유일한 공급 원료는 CO2인데, 이것은 대기 중 또는 산업 시설에서 쉽게 얻을 수 있다. 따라서 이 공정의 비용은 전기 가격에 좌우된다. 이번 연구진은 탄소 나노튜브를 톤당 660 달러로 만들 수 있을 것이라고 계산했다. 태양 에너지를 사용하면 비용을 더 낮출 수 있을 것이다. 전기 분해 챔버의 크기를 증가시키면, 한 번에 생산되는 탄소 나노튜브의 양을 늘릴 수 있다.

새로운 탄소 나노튜브 모직은 강과 알루미늄을 대체할 수 있을 것이다. 향후에, 이 공정은 황과 질소의 배출물을 이용해서 유용한 특성들을 가진 탄소 나노튜브를 제조하는데 사용될 수 있을 것이다.

이 방법을 태양전지와 결합하면 대기 중의 CO2를 직접 제거할 수 있다. 사하라 사막의 10% 미만에 이런 설비를 한다면 10 년 내에 모든 인위적인 CO2를 제거할 수 있을 것이다. 바다에 이러한 시설을 설치한다면, 정수 시스템으로 사용될 수 있을 것이다. 그래서 기후 변화를 완화하고 탄소 나노튜브의 생산 비용을 최소화하면서 담수를 생산할 수 있을 것이다.

지구 온난화를 막기 위해서는 대기 중의 CO2의 농도를 낮추는 것이 필요하다. 이 연구는 이것이 가능하게 만들 것이다. 이 연구결과는 저널 Materials Today Energy에 “Carbon nanotube wools made directly from CO2 by molten electrolysis: Value driven pathways to carbon dioxide greenhouse gas mitigation” 라는 제목으로 게재되었다.