최명룡 교수팀, 레이저로 만든 신소재 촉매…오염물 제거와 전기 생산을 동시에

▸다양한 금속을 조합한 고성능 촉매…간단한 레이저 공정으로 완성

▸폐수 속 아질산염 정화하며 전기도 생산하는 친환경 기술 개발

경상국립대학교(GNU·총장 권진회) 자연과학대학 화학과 최명룡 교수(광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터장) 연구팀이 짧은 레이저 조사만으로 새로운 촉매를 합성하고 이를 활용해 오염물질 제거와 전기 생산을 동시에 실현한 기술을 개발했다. 이번 연구 성과는 세계적인 과학 저널 《스몰(Small)》(IF:12.1)에 게재됐다.

연구팀은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 구리(Cu) 등 서로 다른 금속을 하나로 섞은 ‘고엔트로피 합금’ 촉매를 개발했다. 마치 뷔페처럼 다양한 금속이 섞인 이 소재는 각 금속의 장점을 하나로 결합한 것으로 반응 속도가 빠르고 다양한 조건에서도 잘 작동한다는 특징을 지닌다.

보통은 이런 촉매를 만들기 위해 복잡한 공정과 오랜 시간이 필요하지만 연구팀은 단 5분 남짓한 레이저 공정 한 번으로 촉매를 완성했다. ‘빠르고 간단하며 환경 친화적’이라는 삼박자를 갖춘 새로운 합성법이다.

완성된 촉매는 폐수 속 ‘아질산염’이라는 오염물질을 암모니아로 바꾸는 정화 반응에 사용되었으며 동시에 전기를 생성하는 전지 시스템으로도 작동했다. 즉, 물을 정화하면서 전기까지 만들어내는 일석이조의 기술이다.

최명룡 교수는 “복잡한 장비나 고온 처리 없이도 레이저만으로 정밀한 촉매를 만들 수 있다는 게 이번 연구의 핵심”이라며 “에너지도 만들고 환경도 지킬 수 있는 촉매 기술로 탄소중립 시대에 꼭 필요한 실용적 해법이 되길 바란다.”라고 말했다.

이번 연구는 교육부 기초과학연구역량강화사업 재원으로 한국기초과학지원연구원(KBSI) 국가연구시설장비진흥센터(NFEC)의 지원을 받아 수행했다.

ㅇ 사진 설명: 경상국립대학교 박사과정 정시언 씨, 라자 아루무감 센틸 박사, 최명룡 교수(왼쪽부터)

ㅇ 내용 문의: 경상국립대학교 화학과 최명룡 교수 055-772-1492