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주방용품 소재 스테인리스 스틸로 물분해 촉매 개발 성공

KIST 연구진 "인공광합성 기술 상용화에 기여할 것"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 국내 연구진이 주방용품 소재로 잘 알려진 스테인리스 스틸(Stainless steel)로 물 분해 촉매를 만들었다. 이 촉매는 물과 이산화탄소를 원료로 유용한 화학물질을 생산하는 데 필요한 핵심 요소다.

한국과학기술연구원(KIST)은 민병권·황윤정 청정에너지연구센터 박사팀이 스테인리스 스틸을 이용해 인공광합성용 촉매를 개발했다고 11일 밝혔다.

인공광합성 기술은 물과 이산화탄소를 원료로 유용한 화학소재를 생산하는 기술이다. 나뭇잎이 물과 이산화탄소로 포도당을 만들어내는 '광합성' 과정과 유사해 '인공광합성'이라는 이름이 붙었다.

이 기술의 핵심 중 하나는 물을 분해해 산소를 만드는 촉매다. 하지만 인공광합성 기술을 상용화할 수 있을 정도로 성능이 좋은 촉매는 아직 개발되지 않았다.

연구진은 스테인리스 스틸 속에 물 분해 촉매로 쓸 수 있는 원소가 있다는 것에 주목, 이 소재로 촉매를 개발하기로 했다.

스테인리스 스틸은 부식을 줄이기 위해 강철에 탄소, 크롬, 니켈 등의 원소를 넣어 만든 합금이다.

여러 종류 중 니켈이 10%, 크롬이 20% 함유된 스테인리스 스틸을 선택해 강한 알칼리성 수용액에 넣고 전류를 가하자, 니켈이 녹아 나오며 합금 표면에 NiOOH(니켈옥시하이드록사이드)라는 물질을 만들었다.

이 물질은 물을 분해하는 촉매로 쓸 수 있는 활성을 보였다. 강한 알칼리성 수용액에서 활성을 보이는 기존 촉매와 달리 중성 수용액에서도 높은 활성을 나타내는 것이 특징이다.

민병권 KIST 박사는 "저가 소재를 이용하면서도 공정이 간단해 촉매의 대량생산에 유리할 것"이라며 "인공광합성 기술의 상용화를 앞당기는데 이 기술이 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 KIST 기관고유사업으로 수행했으며 연구 결과는 지난 8월 31일 국제학술지 '재료화학A 저널'(Journal of Materials Chemical A)'에 실렸다.

민병권(왼쪽)·황윤정 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 박사. [KIST 제공]
민병권(왼쪽)·황윤정 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 박사. [KIST 제공]

sun@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2017/09/11 12:00 송고

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