하·폐수, 값싸고 효율 높은 니켈 촉매로 정화

저비용·고효율로 수 처리하는 '니켈황화물' 촉매 개발

전원 입력 하의 오염물 분해반응 개략도와 사용된 금속황화물 촉매들

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 물질구조제어연구센터 김종식 박사팀이 구하기 쉽고 저렴한 니켈을 이용한 하·폐수 처리 촉매를 개발했다고 14일 밝혔다. 이를 이용해 수용성 오염물들을 보다 효율적이고 안정적으로 분해할 수 있게 된 것이다.

하·폐수 처리를 위한 기존 공정의 철 기반 촉매는 성능이 낮고 수명이 일회성이라는 단점을 가지고 있다. 이에 김종식 박사팀은 최근 철 이외의 금속들이 하·폐수 처리용 촉매로 사용될 수 있는 가능성에 주목하고, 각광 받는 소재들을 살펴봤다. 철과 유사한 물리적, 화학적 특징이 있다고 알려진 망간, 코발트, 니켈, 구리를 사용해 동일한 화학구조를 가지는 5가지의 황화물 촉매를 제작·연구했다. 그 결과 '니켈황화물' 촉매가 오염물 분해에 가장 우수한 성능과 지속성을 제공한다는 것을 밝혀냈다.

새로 개발된 니켈황화물 촉매는 기존 철 기반 촉매들 보다 약 3배 향상된 '라디칼' 생산성을 제공하고 약 9배 향상된 오염물 분해 성능을 보였다. 또한 철 기반 촉매들의 치명적인 단점인 일회성을 극복, 여러 번 사용 가능하다. 김 박사는 "이번 연구를 통해 물 속 오염물 처리를 위한 차세대 촉매를 개발하고 그 메커니즘과 효용성을 세계 최초로 검증했다"라며 "향후 상용화를 위한 니켈황화물 촉매의 표면 개선 연구에 매진하겠다"고 밝혔다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr