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햇빛 없는 한밤에도 오염물질 제거한다

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입력 :ㅣ 수정 : 2022-05-24 12:00 과학 섹션 목록 확대 축소 인쇄

빛 없이도 유기 오염물질 제거가능한 광(光)촉매 개발
날씨 상관 없이 폐수 처리 가능...촉매 재사용도 장점

오폐수처리시설 이미지 위키피디아 제공

▲ 오폐수처리시설 이미지
위키피디아 제공

이산화티타늄을 광촉매로 만들면 친환경적으로 오염 물질을 분해할 수 있다는 것이 알려지면서 폐수처리에 많이 이용되고 있다. 그런데 광촉매는 말 그대로 햇빛을 받아야 반응한다. 이 때문에 햇빛이 있는 낮이나 맑은 날씨가 아니면 오염물 처리 효율이 떨어지게 된다.

국내 연구진이 빛 없이도 화학반응을 일으킬 수 있는 광촉매를 개발해 흐린 날이나 밤에도 오염물질을 처리할 수 있게 됐다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과, 물리학과, 화학과 연구팀은 이산화티타늄에 탄소나노소재를 첨가해 새로운 형태의 광촉매를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번에 개발한 광촉매는 햇빛이 없는 상태에서도 오염물질을 효과적으로 제거하고 살균 기능도 하는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 5월 20일자 표지논문으로 실렸다.

연구팀은 이산화티타늄에 탄소나노소재 ‘풀러렌’을 이용해 복합 광촉매를 제작했다. 이번에 개발한 복합 촉매는 햇빛 없이도 활성화돼 수산화 라디컬을 만들어 낸다. 수산화 라디컬은 미세플라스틱이나 폐염료 같은 유기 오염물질을 분해하고 살균 효과도 있어서 폐수처리나 공기정화에 활용된다.

연구팀은 이번에 개발한 복합 촉매로 빛이 없는 환경에서 유기 오염물질 분해 실험을 실시한 결과 70% 이상 분해 효과를 확인했다. 빛이 있을 때는 기존 광촉매 효과를 이용할 수 있으며 한 번 사용한 촉매를 다시 쓸 수 있다는 장점이 있다.

제1저자로 연구에 참여한 손소담 신소재공학과 박사는 “이번에 개발한 촉매물질은 화학 반응 후 유해 부산물을 만들지 않는다”며 “날씨에 상관 없이 사용할 수 있으며 재사용까지 가능해 수처리, 살균 기술 등 다양한 분야에서 활용 가능하다”고 설명했다.

유용하 기자
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