(a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스. 그림=한국과학기술연구원 제공
(a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스. 그림=한국과학기술연구원 제공

[비즈월드] 국내 연구진이 기존 제족제보다 성능이 100배 정도 높은 화학무기 독성제거 촉매를 개발했습니다.

한국과학기술연구원(KIST)은 백경열 물질구조제어연구센터 박사팀이 나노미터(㎚·10억분의 1m) 수준의 균일한 입자크기를 가진 지르코늄(Zr)을 기반으로 하는 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 최근 밝혔습니다.

관련 업계에 따르면 현재 화학무기에 대응할 제독제가 필요한 상황입니다. 전 세계가 극소량으로 대량살상이 가능한 화학무기를 사용하지 않기로 조약을 맺었지만 시리아 내전이나 테러 등 화학무기가 여전히 사용되고 있기 때문입니다.

또 주로 사용되는 활성탄 기반의 제독 촉매는 독성물질 흡착만 가능합니다. 근본적으로 독성을 제거하는 것이 아니라 2차 오염의 문제가 있고 유기물 합성과정이 필요해 대량생산이 어렵습니다.

이에 KIST 연구진은 제독 성능을 높일 수 있는 촉매 개발을 시작했고 백경열 박사팀은 금속유기물 골격체(MOF) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 소재 'UiO-66'를 이용했습니다. 연구 끝에 UiO-66을 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF를 합성하는 데 성공했습니다.

연구진에 따르면 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 6분의 1 수준의 부피며 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 보였습니다. 이는 세계 최고 수준의 제독 성능이라고 KIST 측은 설명했습니다.

백경열 KIST 박사는 "이번 연구를 통해 개발된 촉매 소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다"며 "이 기술은 차세대 방호복이나 방독면 등에 응용할 수 있을 것이다"라고 말했습니다.

한편 이번 연구 결과는 촉매 분야 국제 학술지인 '어플라이드카탈리시스B:환경(Applied Catalysis B: Environmenta)' 최신호에 게재됐습니다.

저작권자 © 비즈월드 무단전재 및 재배포 금지