> 수소단신
과산화수소, 현장서 바로 만든다‘탄소 기반 고효율 전기화학 촉매’ 개발
김호준 기자  |  reporter@igasnet.com
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
승인 2020.06.19  
트위터 페이스북 미투데이 네이버 구글 msn
   
 

표백제와 소독제, 살균제, 반도체 세정 작업 등에 쓰이는 ‘과산화수소(H2O2)’를 산업 현장에서 바로 만들 수 있는 촉매가 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 최근 에너지 및 화학공학부의 백종범 교수팀이 과산화수소를 생산하는 데 쓰일 ‘탄소 기반 고효율 전기화학 촉매’를 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 촉매는 탄소 기반이라 저렴하고 복잡한 공정이 필요 없어 현장에서(on-site) 바로 과산화수소를 만들 수 있다. 특히 이번 연구에서는 촉매 반응이 일어나는 활성 자리(active site)도 찾아내 학계에서도 의미를 인정받았다.

약국에서 소독약으로 흔히 보는 과산화수소는 각종 산업공정에 감초처럼 사용되는 친환경 산화제다. 또한 전기차에 사용되는 수소연료전지에서 수소 대신 쓰일 가능성도 있어 앞으로 수요가 급증할 것으로 예상되고 있다. 하지만 현재 과산화수소를 생산하는 ‘안트라퀴논 공정(Anthraquinone process)’은 복잡하고 규모가 크며 에너지 소모가 높아 공장에서 대량생산만 가능하다. 때문에 생산된 과산화수소를 현장까지 운반하고 저장하는 비용이 들며 반응성이 높은 고농도 과산화수소를 관리하는 문제도 발생한다.

이에 백종범 교수팀은 안트라퀴논 공정을 대신할 과산화수소 생산법으로 ‘전기화학적 방법’에 주목했다. 저렴한 탄소 물질을 기반으로 고효율 촉매를 개발해 ‘과산화수소 생성 반응’을 유도한 것이다. 연구팀은 그래핀과 같은 얇은 탄소 기반 물질에 퀴논(Quinone), 에테르(Ether), 카르보닐(Carbonyl) 등의 작용기(Functional Group)를 붙이는 방식을 통해 촉매를 합성했다. 그 결과 97.8%의 높은 효율을 보이는 촉매를 합성하는 데 성공했다.

이번 연구에서는 촉매 반응이 일어나는 정확한 ‘활성 자리’도 규명했다. 기존에 과산화수소 생성 촉매로 보고된 산화탄소 기반 물질에는 다양한 산소 작용기가 섞여 있어 어떤 작용기가 촉매의 활성 자리인지 정확히 밝혀지지 않았다.

이번에는 퀴논, 에테르, 카르보닐 같은 산소 작용기를 따로 붙인 산화탄소 물질을 합성해 정확한 활성 자리를 분석했다. 그 결과 퀴논 작용기가 많이 붙은 산화탄소 물질이 가장 높은 촉매 효율을 보인다는 것을 확인했다.

백종범 교수는 “이번 연구는 과산화수소가 필요한 현장에서 바로 사용 가능한 고효율 과산화수소를 촉매를 설계하는 길라잡이 역할을 할 것”이라며 “이를 통해 과산화수소의 운송과 저장에 필요한 비용을 절감하고 각종 산업영역에서 과산화수소의 활용 범위를 넓힐 수 있을 것”이라고 기대했다.

김호준 기자의 다른기사 보기  
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
트위터 페이스북 미투데이 네이버 구글 msn 뒤로가기 위로가기
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
자동등록방지용 코드를 입력하세요!   
확인
- 200자까지 쓰실 수 있습니다. (현재 0 byte / 최대 400byte)
- 욕설등 인신공격성 글은 삭제 합니다. [운영원칙]
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
가장 많이 본 뉴스
1
[분석] 액체탄산, 정상적인 공급은 언제쯤?!
2
[심층취재] 조달청 나라장터, 마구잡이 응찰 만연
3
물에서 수소 만드는 새로운 촉매 개발
4
[ISSUE] 고삐 풀린 ‘LNG 직수입’, 이대로 안된다
5
가스안전公, 전자파시험동 건립 이상 ‘無’
6
[인사동정] 한국기계연구원
7
가스안전公 이연재 이사, 가스밸브 제조시설 안전점검
8
[인사동정] 한국수력원자력
9
[인사동정] 한국원자력연구원
10
[Issue] 결국 의료용가스 보험상한가 인하 추진 ‘도루묵’
회사소개기사제보광고문의불편신고개인정보취급방침이메일무단수집거부청소년보호정책
회사 : i가스저널 | 제호 : 온라인가스저널 | 등록번호 : 서울, 아53038 | 등록일자 : 2020년 5월 7일 | 발행인 : 이락순 | 편집인 : 김호준
주소 : 07995) 서울 양천구 목동동로 233-1, 1205호 | 전화번호 : 02-2602-9700 | 발행일 : 2020년 5월 7일 | 청소년보호책임자 : 전영
Copyright © 2004 아이가스저널. All rights reserved.