- 서울대 연구팀, 니켈 촉매반응 기술 개발

니켈을 이용한 질소 업사이클링 모식도.[서울대학교 제공]
니켈을 이용한 질소 업사이클링 모식도.[서울대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내연구진이 대기오염, 미세먼지의 주범으로 꼽히는 질소산화물을 고부가가치 산업원료로 전환시키는 새로운 촉매기술을 개발했다.

한국연구재단은 서울대학교 화학부 이윤호 교수 연구팀이 질소산화물(NOx)을 전환하고 고부가화할 수 있는 새로운 니켈(Ni) 촉매 반응을 개발했다고 6일 밝혔다.

비료의 주원료 중 하나인 질산염(NO3-)의 경우 지하수 오염 및 해수의 녹조 현상의 원인이 되고 있으며, 이산화질소(NO2), 일산화질소(NO) 및 아산화질소(N2O) 가스는 대기 오염을 유발할 뿐 아니라, 최근 문제가 되고 있는 미세먼지 생성과도 연관성이 높다.

이 같은 문제들은 지난 1세기 동안 진행된 비가역적 질소 고정 및 질산화반응의 결과로 축적된 질소산화물은 질소 순환의 불균형을 가속화하고 있다.

연구팀은 인류 환경 문제 및 친환경 화학산업 발전에 공동으로 기여할 수 있는 질소 활용법을 제안하고자 기존 탈질화 반응을 업그레이드해 질소산화물 전환 및 활용을 위한 새로운 기술 개발에 착수했다.

연구팀은 자연계의 탈질화 반응에 착안, 니켈 촉매를 이용해 새로운 촉매 반응 개발에 성공했다.

개발한 촉매 반응은 니켈-NOx 종의 탈산화 반응 이후 탄소-질소 결합을 통해 10여종의 옥심(Oxime)을 합성했다. 옥심은 다양한 유기물질로 전환 가능하고 화학산업에 널리 사용되는 유용한 물질이다.

이윤호 서울대학교 화학부 교수.[서울대학교 제공]
이윤호 서울대학교 화학부 교수.[서울대학교 제공]

이윤호 교수는 “니켈을 이용한 NOx 전환 촉매 반응은 환경오염과 관련된 NOx 종을 전환하여 감소시키는 것뿐만 아니라, 환경친화적으로 화학산업에 유용한 물질을 생산하기 위한 새로운 핵심기술을 제공한다는 면에서 중요한 의미를 갖는다”고 말했다.

그는 또 “후속 연구를 통해 니켈 촉매 반응의 생성물인 옥심의 생성 효율을 개선하고, 다양한 유기물 합성에 해당 촉매 반응을 적용해 그 활용성을 높일 계획”이라고 덧붙였다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 C1가스리파이너리사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지’ 2월 14일 온라인 게재됐으며 정식출간본 표지논문으로 선정됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com