용융함침단계 |
이번에 개발된 기술은 수화된 금속염의 낮은 용융점을 이용하는 용융함침공정 기반의 고성능 고체 촉매 합성 기술이다. 이 기술은 기존의 복잡한 촉매 합성법에 비해 과정이 간단하면서도 고성능의 촉매를 얻을 수 있다는 의의가 있다.
현재 자동차, 연료전지, 의약 산업에 폭넓게 이용되고 있는 고체 촉매는 공침법, 습식담지법에 의해 주로 만들어진다. 과정 중 유해 용매를 사용하거나 촉매 합성 후에도 폐용액이 발생하는 문제가 존재했다.
이를 해결하기 위해 연구진은 고체 촉매 합성에 필요한 금속염을 유해 용매 사용없이 지지체에 녹여 균일하게 함침 할 수 있는 용융함침공정을 개발하고 공정 조건과 촉매 활성화 조건을 최적화하는데 성공했다. 촉매 제조 과정을 단순화하고 유해 용매 사용을 없애 간단한 방식으로 친환경적인 촉매를 제조할 수 있게 된 것이다.
에너지연 박지찬 박사 연구팀은 이 기술을 기반으로 (주)하이젠과 자동화 촉매 합성 장치를 개발하는데 성공했고, 상용화를 앞두고 있다. 연구팀이 개발한 자동화 촉매 합성 장치는 촉매 제조 시 필요한 숙성, 가열, 소성 과정을 미리 설정된 값에 맞춰 자동적으로 진행될 수 있게 하는 장치다. 전기밥솥에서 백미, 잡곡을 고르는 것처럼 설정 값만 바꿔주면 비전문가도 쉽게 촉매를 합성할 수 있다.
박지찬 박사는 “기술 개발을 통해 향후 고체 촉매 뿐만 아니라 흡착제 등의 다양한 나노 물질 합성에 있어서도 쉽고 빠른 자동화 기술 적용이 가능할 것으로 기대된다”며 “다양한 제조법은 공유 가능한 플랫폼 기술을 통해 다가올 제4차 산업혁명에 필요한 빅데이터를 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
에너지연이 개발한 용융함침공정 기반 촉매 합성 기술은 2017 대한민국지식재산대전에 참가해 특허청장상을 수상하기도 했다.
이해미 기자
중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지