반도체 공정 핵심 ‘과산화수소’ 태양광으로 만든다

KIST 연구진

연구결과를 게재한 표지논문. KIST 제공.

과산화수소는 산업계 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 물질이다. 섬유, 펄프산업 등 쓰임새가 넓지만 감염병 사태와 반도체 생산 수요 폭증으로 안정적 공급이 쉽지 않을 전망이다. 과산화수소를 만드는 열화학 공정은 에너지 소모가 크고 온실가스 배출 등 환경 문제도 있어 안정적으로 공급하는 친환경 기술 필요성이 높아졌다.

한국과학기술연구원(KIST)은 변지혜 물자원순환연구단 선임연구원과 이동기 청정에너지연구센터 선임연구원팀이 과산화수소 생산에 필요한 고온고압 에너지를 태양광으로 대체하면서 생산성을 높인 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 열화학 공정을 광촉매 공정으로 대체, 탄소 배출을 없앤 기술이다. 

연구팀은 열화학 공정에서 유기용액으로 광촉매 반응 용액을 만들어 광촉매의 산소 환원 능력을 높였다. 실제 분석 결과 과산화수소 생산도 크게 늘어났다. 광촉매 소재와 유기용액을 제어할 때 태양광을 이용해 단위시간과 광촉매 그램당 5.3%의 과산화수소를 생산하는 데 성공했다. 과산화수소 생산 산업 기준 최소치인 1%를 5배 이상 초과 달성한 것이다. 

연구팀은 “태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로 산업 핵심 원료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있다는 사실을 보였다”며 “대용량 실증 연구를 거쳐 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘에너지&환경과학’ 최신호 표지논문으로 게재됐다. 
 

[김민수 기자 reborn@donga.com]