지긋지긋한 미세먼지로 돈 되는 물질 만든다…韓 연구팀 기술 개발 성공

미세먼지 속 일산화질소로 고부가 화합물 만든다
GIST 신소재공학부 최창혁 교수 연구팀, 미세먼지 원인 일산화질소(NO) 고부가가치 화합물 하이드록실아민 전환 기술 개발

전국 대부분 지역이 황사 영향권에 들어 미세먼지 농도가 '매우 나쁨' 수준으로 치솟은 29일 서울 종로구 서울시교육청에서 바라본 도심이 뿌옇다. /문호남 기자 munonam@

[아시아경제 김봉수 기자] 미세먼지의 주요 성분인 일산화질소(NO)를 고부가가치 화합물로 전환하는 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)는 신소재공학부 최창혁 교수 연구팀이 김형준 한국과학기술원(KAIST) 교수, 김우열 숙명여자대학교 교수 연구팀과 함께 미세먼지의 주요 원인인 일산화질소(NO)를 고부가가치 화합물인 하이드록실아민으로 전환하는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

하이드록실아민(NH2OH)은 나일론의 원료인 카프로락탐(caprolactam) 생산의 주원료다. 상온에서 액체로 존재하며 암모니아 높은 반응성으로 인해 그린 수소 사회의 효과적인 수소 저장 물질로 여겨지고 있다.

연구팀은 원자 수준으로 안정화된 철 이온 촉매의 활용 및 계산·분광학 기초 연구를 토대로 설계된 기술을 접목해 실제 반응 공정에서 매우 선택적으로 친환경 물질인 하이드록실아민을 생산하는 데 성공했다.

질소는 지구 대기의 78% 정도를 차지하고 육상, 해양, 대기를 순환하며 인류를 포함한 생태계의 생존에 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 축산업, 농업, 운송업, 산업 및 에너지 부문에서 막대한 양의 질소산화물이 발생하면서 심각한 불균형 현상이 발생하고 있다. 토양 산성화, 수질 오염 등의 환경오염뿐만 아니라 최근 심각한 사회문제로 대두되고 있는 미세먼지의 근본적인 원인으로 지목되고 있다.

연구팀은 이번 연구 결과 추가적인 외부의 에너지 공급 없이 일산화질소로부터 안정적인 하이드록실아민 생산에 성공했으며 본 기술의 실용적 활용 가능성을 확인했다.

최창혁 교수는 “이번 연구 성과는 미세먼지의 중요원인인 질소산화물의 저감과 동시에 섬유 생산의 원재료 확보뿐 아니라 그린수소 저장 등 1석 3조 이상의 활용이 가능하다”면서 “향후 배기가스 등 환경오염물질을 우리의 삶에 유용한 물질로 전환하는 친환경 시스템 확립이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 성과는 세계적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature communications)’ 온라인판에 지난 25일자로 실렸다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr