UNIST, 염소(Cl) 싸고 효율적으로 만드는 촉매 개발

UNIST 에너지 및 화학공학부 주상훈, 곽상규 교수팀은이살균이나 소독에 흔하게 쓰이는 염소 를 보다 싸게 만들수 있는 새로운 촉매를 개발했다.UNIST.© 뉴스1

(울산=뉴스1) 손연우 기자 = 세계 10대 화학물질인 염소(Cl)를 더 싸고 효율적으로 만들 수 있는 촉매가 유니스트 에너지 및 화학공학부 주상훈, 곽상규 교수팀에 의해 개발됐다.

이 촉매는 기존의 상용 촉매보다 귀금속 함량이 150배 적으면서도 염소 발생 효율은 높고 반응 조건은 덜 까다롭다.

현재 쓰이는 염소 발생용 전기화학촉매는 루테늄(Ru)과 이리듐(Ir) 같은 귀금속을 다량 포함한 산화물이라 비싸다는 단점이 있었다.

게다가 염소 이온 농도가 낮은 조건이나 중성 pH 환경에서는 염소 생산효율도 낮다.

새로운 염소 발생 촉매의 투과전자현미경 사진(완쪽)과활성점 모식도 (오른쪽). © 뉴스1

연구진은 그 원인이 '금속산화물 기반 촉매'의 본질적 특성에 있다는데 착안해 금속산화물이 아닌 '단원자 분산 촉매'를 개발했다.

이 촉매는 금속 원자가 표면에 완전히 드러나기 때문에 그 함량이 적어도 높은 효율을 낼 수 있으며 기존 상용 촉매보다 우수한 성능을 보였다.

제1저자인 임태정 화학공학과 연구원은 "새로운 촉매의 활성점에는 선택적으로 염소 이온만 흡착되고, 다른 부가적 반응이 억제되는 걸 확인했다"며 "기존 금속 산화물 촉매가 지니는 근본적 단점을 극복할 촉매군이 될 것"이라고 말했다.

주상훈 교수는 "이번에 개발한 단원자 촉매는 50년 전 상용화된 귀금속 산화물계 촉매의 패러다임을 바꾸는 새로운 촉매 설계 개념”이라며 "이번 촉매는 전해질 조성에 크게 영향을 받지 않아 중·소규모 수처리 장치와 선박평형수 처리 등에서 다양하게 응용될 것"이라고 말했다.

syw0717@news1.kr