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| KIST 연구진이 개발한 고활성의 제독촉매로 독성 화학물질을 제거하는 실험을 하고 있다.[제공=KIST] |
[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 이러한 화학무기에 대응이 가능한 세계 최고 수준의 제독촉매 개발에 성공했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀이 원재료의 농도 및 산도 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 때문에 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다.
KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6 수준의 부피로 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하면서 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다.
또한 양자화학계산을 통해 기존 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다.
백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법”이라며 “기존 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구성과는 촉매 분야 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 엔바이로멘탈’ 최신호 온라인판에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
