작성일 : 17-09-12 14:12
KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 민병권·황윤정 청정에너지연구센터 박사팀이 , 주방용품 소재 '인공광합성 촉매 소재' 되다
 글쓴이 : happy
조회 : 6  
(왼쪽부터)민병권, 황윤정 박사.<사진=KIST 제공 >
(왼쪽부터)민병권, 황윤정 박사.<사진=KIST 제공>


국내 연구진이 주방용품으로 주로 쓰이던 소재를 인공광합성을 하는데 필요한 촉매소재로 개발하는데 성공했다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 민병권·황윤정 청정에너지연구센터 박사팀이 스테인리스 스틸을 인공광합성 물 분해 촉매로 응용하도록 연구개발했다고 11일 밝혔다. 

인공광합성은 자연의 나뭇잎과 마찬가지로 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 직접 고부가화합물(화학원료)을 생산할 수 있는 미래 기술을 말한다. 화학연료를 생산하는데 기후변화의 주범으로 불리는 이산화탄소가 배출되는 것을 막기 위해  인공광합성기술이 중요한 기술로 여겨지고 있으나 아직까지 전 세계적으로 초보적 기술단계에 머무르고 있다.

인공광합성 기술에는 크게 두 가지 중요 촉매기술이 필요하다. 첫 번째가 물을 분해해 산소를 만들어내는 촉매이고, 또 다른 방법은 이산화탄소를 환원시켜 화합물을 만드는 촉매 기술이다. 

KIST 연구진은 스테인리스 스틸에 여러 원소가 섞여있으며, 이 중 물분해 촉매 활성이 큰 원소가 포함돼있다는 점에 착안해 이 원소들을 표면으로 석출시킴으로써 아주 쉽고 간편한 방법으로 고성능의 물분해 촉매를 제조했다.

연구진은 만들어진 촉매가 궁극적으로 중성 수용액 조건에서 작동하는 인공광합성 시스템에 활용되어 효율과 내구성 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다.

민병권 박사는 "이번 스테인리스 스틸 소재 기반 물 분해 촉매 기술은 저가 소재와 간단한 공정을 기반으로 대면적화, 대량생산에 유리하다"면서 "향후 인공 광합성 기술의 상용화를 앞당기는데 큰 기여를 할 것으로 기대한다"고 말했다.



주방용품 재료로 인공광합성 가능하게 만든다

2017년 09월 11일 16:30

주방용품 소재로 많이 쓰이는 스테인레스 스틸을 재료로 저렴하게 탄소화합물을 만들 수 있는 길이 열렸다.


민병권 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터장팀은
스테인리스 스틸을 인공 광합성에 필수적인 물 분해 과정의 촉매로 이용하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

 

GIB 제공
GIB 제공

인공 광합성 기술은 햇빛을 받아 물과 이산화탄소를 이용해 생물에게 유용한 탄소화합물을 만드는 식물의 광합성 과정을 본따 만들었다. 빛을 받아 물과 이산화탄소를 분해해 각각 산소와 탄소를 뽑아낸 뒤 두 원소를 합쳐 인간이 유용하게 쓸 수 있는 탄소화합물을 만든다. 이 탄소화합물을 이용하면 원유에서 뽑아내는 각종 화학원료를 합성할 수 있다.


연구팀은 스테인리스 스틸에 여러 원소가 섞여 있고, 그 중 물 분해를 잘 도와주는 원소가 포함돼 있다는 점에 주목했다. 스테인리스 스틸을 강한 수산화나트륨 수용액에 넣고 전류를 흘려주면 스테인리스 스틸에 들어있던 니켈이 금속 표면으로 녹아 나오면서 니켈옥시하이드록사이트로 변한다. 이 물질은 물 분해를 아주 잘 도와주는 촉매다. 특히 중성 환경에서 촉매로 작용하기 때문에 인공광합성 기기의 내구성도 높일 수 있다. 기존 물 분해 촉매는 강한 알칼리성 환경에서 촉매로 작용해 기기를 빠르게 부식시킨다는 단점이 있었다.


이번에 개발된 촉매는 스테인리스 스틸에서 간단한 방법으로 추출, 생산 가격이 저렴하고 공정도 간단하게 만들 수 있다. 민 센터장은 “향후 인공광합성 기술의 상용화를 앞당기는데 크게 기여하리라 기대한다”고 말했다.


이 연구는
‘재료화학저널A(Journal of Materials Chemistry A)’ 8월 31일자에 온라인 게재됐다.

  • 오가희 기자 solea@donga.com