나노입자 촉매 `저렴하고 친환경적`으로 만든다

국내 연구진이 다양한 금속·금속산화물 나노입자를 저렴한 가격에 친환경적으로 만들 수 있는 공정을 개발했다. 향후 연료전지 등과 같은 전기화학 변환장치의 촉매나 센서, 광촉매 등에 적용할 수 있을 전망이다.

유성종 한국과학기술연구원(KIST) 박사팀은 포도당 분말을 이용해 금속·금속산화물 나노입자 촉매를 만드는 공정기술을 개발하는 데 성공했다고 27일 밝혔다.

탄소로 둘러싸인 나노입자 촉매는 입자 크기가 나노미터(㎚) 수준인 촉매로, 반응을 일으킬 수 있는 활성 표면적이 넓고 전기전도도가 우수해 촉매반응, 전기화학반응, 센서 등에 널리 쓰인다. 연구팀은 포도당 분말을 나노입자 표면에 붙였다가 이를 높은 비표면적을 가진 탄소입자(탄소담지체)와 섞은 후 포도당 분말을 물에 녹여 제거하는 방식으로 안정적이고 균일한 나노입자 촉매를 만들었다. 가격이 비싸고 유해물질을 발생시키는 금속전구체와 유기용매를 사용하지 않아도 돼 저비용·친환경 공정을 구현한 것으로 평가받고 있다.

특히 나노입자 증착을 위해 사용한 포도당 분말이 표면에 물과 친화성을 띠는 수산화기를 풍부하게 지니고 있어 작고 균일한 크기의 나노입자를 제조할 수 있다. 이 공정은 다양한 금속이나 금속산화물 나노입자를 기존에 비해 10분 1 수준으로 저렴하게 양산할 수 있고, 탄소담지체 대신 탄소나노튜브, 산화그래핀, 티타늄이산화물 등에도 적용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이 연구결과는 세계적 학술지 '사이언티픽 리포트(9월 18일자)' 온라인판에 실렸으며, 미래부와 연구재단의 중견연구자사업과 글로벌프론티어사업을 통해 수행됐다.

유성종 박사는 "나노입자 촉매를 보다 저렴하고 친환경 방법으로 양산할 수 있는 공정기술을 확보하게 돼 촉매산업 발전에 기여할 것"이라며 "향후 연료전지와 같은 전기화학 변환장치의 촉매와 센서, 광촉매 등 다양한 분야에 널리 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr