오염물 제거하는 광촉매 친환경 대량 생산 가능

오염물질을 제거하는 광촉매를 친환경적으로 대량 생산할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원은 이현욱 박사ㆍ인하림 연구원과 가천대 이영철 교수 공동연구팀이 수소 플라스마를 이용해 이산화티타늄(TiO₂) 기반 친환경 광촉매 재료를 제조하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

광촉매는 빛을 받아 화학반응을 돕는 물질로 오염물질을 제거하는 데 사용된다.

이산화티타늄은 대표적인 광촉매 재료로 연구되고 있다.

그러나 자외선 영역에만 반응해 효율이 낮다.

자외선 영역은 태양광 스펙트럼의 4%에 불과하다.

공동 연구팀은 이산화티타늄에 수소를 결합한 H-TiO₂광촉매를 개발해 흡수 영역을 태양광 스펙트럼의 대부분으로 넓혔다.

기존 H-TiO₂광촉매 공정에는 고온ㆍ고압의 열처리가 필요했다.

그러나 공동 연구팀은 저압 플라스마에 수소 가스를 주입한 수소 플라스마를 이용해 가시광선까지 반응할 수 있는 넓은 표면적을 가진 광촉매를 개발했다.

열에너지나 화학물질 없이 상온공정에서 실험해 친환경적이다.

또 효율도 기존 광촉매보다 4배 이상 높은 것으로 확인됐다.

연구진은 앞으로 태양광을 이용한 수처리 기술, 태양전지·리튬전지 재료 등에 활용할 수 있을 것이라고 전망했다.

기초지원연 이현욱 박사는 “이번에 개발한 광촉매로 오염된 물을 정화한 뒤 세포 독성 실험을 진행한 결과 인체에 무해한 것으로 나타났다”며 “앞으로 광촉매 재료의 대량생산 공정을 완성하면 친환경 H-TiO₂를 상용화할 수 있을 것”이라고 전했다.

이번 연구 결과는 지난 13일 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’에 실렸다.

최소망 기자 somangchoi@