[용인=뉴스핌] 우승오 기자 =경희대학교는 1일 김종식 화학공학과 교수 연구팀이 독성 물질을 안정감 있게 분해하는  차세대 촉매 기술을 개발했다고 발표했다.

수중 독성물은 '라디칼'(radical)이라는 강력한 화합물을 활용해 분해할 수 있다. 지금까지 주로 사용한 '수산화 라디칼'은 수명이 짧고 독성물과 반응한 뒤 해로운 찌꺼기가 남아 추가 처리 과정이 필요했다.

김종식 경희대 화학공학과 교수 연구팀이 독성 물질을 안정감 있게 분해하는 차세대 촉매 기술을 개발했다. [사진=경희대]

'인산화 라디칼'은 수산화 라디칼보다 수명이 약 1만 배 길고 찌꺼기 없이 독성물을 파괴할 수 있어 대체 라디칼로 주목받았으나, 강한 산성 조건 또는 방사선·자외선 같은 강한 에너지 조건에서 생성해 독성물 분해에 활용하기 어려웠다.

김 교수 연구팀은 이번 연구에서 준중성이나 강한 에너지 부재에서 인산화 라디칼을 생성할 만한 기술을 개발했다.

금속 산화물 촉매(지르코늄 산화물) 표면에 인산화 라디칼 전구물질을 고정하되, 과산화수소를 이용해 촉매 표면에서 인산화 라디칼 생성을 구현했다.

또 촉매 표면에서 인산화 라디칼을 계속 생성하는 기작을 규명하고, 인산화 라디칼의 안정감 있는 생성을 위한 핵심 원리를 육군사관학교 정근홍 교수 연구팀과 협력해 규명했다.

이로써 인산화 라디칼을 복잡하거나 과도한 조건 없이 안전하게 사용할 길을 열었다.

개발한 촉매는 지금까지의 수산화 라디칼 기반 촉매 대비 최대 16배 높은 독성물 분해 성능을 보였고, 재사용성과 내구성도 우수해 인산화 라디칼의 실용성을 높였다.

김 교수는 "이번 연구는 과도한 방식 없이 실제 현장에서 활용할 만한 촉매 기술을 확보했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "앞으로 수질 정화와 환경 복원 같은 다양한 분야에 활용하리라 기대한다"고 내다봤다.

김 교수 연구팀은 새로운 독성물 분해 성능을 지닌 차세대 촉매를 개발 중인데, 이번 연구는 국방과학연구소 지원으로 진행했다.

연구 결과는 우수성을 인정받아 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal(IF=13.4)'에 최근 게재했다.

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