한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 김종식 박사팀은 페놀이나 염료, 항생제 등의 폐수를 정화하는데 사용하는 촉매와 공정을 개발했다. 이 촉매와 폐수처리 공정은 현재 쓰이는 공정보다 분해효율이 2배 높은 것으로 나타났다. 또한 약한 전기만으로 오염물 제거가 가능하고 반영구적인 촉매로 상용화가 가능할 것으로 보고 있다.
기존 상용화 공정은 오염된 물을 수질에 무해한 물 및 이산화탄소 등으로 전환하는 강력한 분해제인 라디칼을 이용해 분해한다. 하지만 오염물 분해를 위한 촉매의 수명이 한번 사용으로 끝나, 라디칼을 형성하는 재료를 끊임없이 공급해야 하는 단점이 있다.
KIST 연구진이 개발한 새로운 공정은 단순한 전기화학 설비로 구성돼 있으며, 추가적인 분해제의 공급이 필요하지 않다. 또한, 낮은 전압의 전기만 공급하면 상용공정 대비 최소 2배 이상의 오염물 분해효율을 반영구적으로 쓸 수 있다.
KIST에서 개발한 공정은 단순하고 저렴한 방법으로 내구성 및 수명이 향상된 라디칼 생성용 촉매 사용을 핵심으로 한다. 기존 공정에 적용된 촉매의 주요 역할은 라디칼 생산에만 한정됐다. 하지만 KIST 연구진이 개발한 촉매는 단순히 라디칼을 생산하는 것 이외에 생성된 라디칼들을 촉매표면에 고정시킬 수 있다는 특징이 있다. 또한, 약한 전기로 촉매표면에 라디칼들을 반영구적으로 고정시킬 수 있음이 실험과학(KIST 김종식 박사) 및 계산과학(육군사관학교 정근홍 교수)으로 밝혀졌다.
김종식 KIST 박사는 "이번 연구결과는 기존 수처리 촉매들의 한계를 넘어서는 창조적인 발견"이라고 의미를 부여했다. 김 박사는 "현재 실험·계산 융합연구 및 공정최적화 연구를 진행 중이며, 하·폐수 처리장으로 상용화될 수 있을 것"이라고 말했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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