UPDATED. 2020-02-20 12:11 (목)
화학 산업의 ‘꽃’ 과산화수소 생산 효율 8배 높였다
화학 산업의 ‘꽃’ 과산화수소 생산 효율 8배 높였다
  • 교수신문
  • 승인 2020.01.21 14:12
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

네이처 머터리얼스(Nature Materials, IF 39.124)

화학 및 제약 산업의 핵심재료인 과산화수소(H2O2)의 생산 효율을 최대 8배 높일 수 있는 촉매가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 

서울대 공대(학장 차국헌)는 화학생물공학부 현택환 석좌교수(기초과학연구원 나노입자 연구단장)와 성영은 교수(기초과학연구원 나노입자 연구단 부연구단장)가 서울시립대 화학공학과 유종석 교수와 공동으로 산소와 물만을 이용해 친환경적으로 과산화수소를 생산할 수 있는 전기촉매를 개발했다고 14일 밝혔다. 

연구팀은 여러 단계에 걸친 복잡한 공정 없이 물과 산소를 이용해 과산화수소를 전기적으로 생산할 수 있는 저렴한 촉매를 개발했다. 연구진이 개발한 촉매는 2차원 그래핀 위에 코발트 원자를 올린 형태다. 성영은 교수는 “인체에서 과산화수소를 만들어 내는 효소의 구조를 본따 코발트 원자가 그래핀 위에 안정화된 구조를 디자인했다”고 설명한다. 

새로운 촉매는 백금, 팔라듐 등 귀금속 대신 값싼 코발트 원자를 사용했기 때문에 가격이 저렴하다. 이 코발트 원자/그래핀 촉매를 산소를 포화시킨 수용액에 넣고 전기를 가하면 별도의 화합물 첨가 없이도 과산화수소를 생산할 수 있다. 

또한 이 촉매는 기존의 귀금속계 촉매보다 최대 8배 이상 높은 생산 성능을 나타낸다. 1kg의 촉매를 사용해 하루 340kg 이상의 과산화수소를 생산할 수 있는 성능이다. 110시간 이상 과산화수소를 연속적으로 생산하는 실험을 진행한 후에도 초기 성능을 98% 이상 유지하는 것으로 입증됐다. 무엇보다 불균일촉매(heterogeneous catalyst)로서 균일촉매에 비해 저렴하고, 반응 이후 회수해 재활용할 수 있어 친환경적이라는 장점이 있다. 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.