약한 전기만으로 물 속 오염물 제거한다

낮은 전압으로 촉매 표면 활성화, 기존 2배 이상 분해효율 나타내

라디칼에 의한 표면활성화 기작

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 물질구조제어연구센터 김종식 박사팀이 분해가 어려웠던 수용성 오염물들을 효율적이고 지속적으로 분해시킬 수 있는 촉매와 그에 필요한 공정을 개발했다고 21일 밝혔다.

기존에 상용화된 공정은 오염물들을 수질에 무해한 물 및 이산화탄소 등으로 전환하는 강력한 분해제인 '라디칼'을 이용했다. 하지만 지속적인 오염물 분해를 위한 촉매의 수명이 일회성이어서, 라디칼을 형성하는 라디칼 전구체를 끊임없이 공급해야 하는 단점이 있었다.

KIST 연구진이 개발한 새로운 공정은 단순한 전기화학 설비로 구성돼 있으며, 추가적인 분해제의 공급이 필요하지 않다. 또한 낮은 전압의 전원만 걸어주면 상용공정 대비 최소 2배 이상의 오염물 분해효율을 반영구적으로 제공한다. 단순하고 저렴한 방법에 의해 내구성 및 수명이 극대화된 라디칼 생성용 촉매 사용이 핵심이라는 얘기다.

기존 공정에 적용된 촉매의 주요 역할은 라디칼 생산에만 국한돼 있는데, KIST 연구진이 개발한 촉매는 단순히 라디칼을 생산하는 것 이외에 생성된 라디칼들을 촉매표면에 고정시킬 수 있다는 차별점을 지닌다. 또한 낮은 전압만 걸어주면 촉매표면에 라디칼들을 반영구적으로 고정시킬 수 있음이 실험과학 및 계산과학으로 규명됐다.

김종식 박사는 "라디칼에 의한 표면활성화 기작은 지금까지 보고된 바가 없는, 기존 수처리 촉매들의 한계를 넘어서는 창조적인 발견으로 현재 실험·계산 융합연구 및 공정최적화 연구를 진행 중이며 하·폐수 처리장으로 상용화될 수 있을 것으로 기대한다"고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr