전기 흘려 물속 오염물 제거한다

2019.04.21 14:09
김종식 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 선임연구원 연구팀은 기존 대비 2배 이상의 물속 오염물 분해효율을 보이는 촉매와 관련 공정을 개발했다. 반영구적인 수질개선 촉매의 상용화를 앞당길 것으로 기대를 모은다. KIST 제공
김종식 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 선임연구원 연구팀은 기존 대비 2배 이상의 물속 오염물 분해효율을 보이는 촉매와 관련 공정을 개발했다. 반영구적인 수질개선 촉매의 상용화를 앞당길 것으로 기대를 모은다. KIST 제공

기존 대비 2배 높은 물속 오염물 분해 효율을 가진 촉매와 관련 공정기술이 개발됐다. 반영구적인 수질개선 촉매의 상용화를 앞당길 것으로 기대를 모은다.


김종식 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 선임연구원 연구팀은 기존 대비 2배 이상의 물속 오염물 분해효율을 보이는 촉매와 관련 공정을 개발했다고 21일 밝혔다. 


최근 강화된 수질 규제와 높아진 수질 개선 요구에 따라 수처리 방식에 대한 관심도 커지고 있다. 현재 상용화된 수처리 방식에는 ‘라디칼’이란 산화제를 이용하는 방식이 있다. 라디컬은 강력한 분해제로 물속 오염물들을 수질에 무해한 물 및 이산화탄소 등으로 전환한다. 


하지만 라디칼을 이용한 수처리 방식은 치명적인 단점을 가진다. 라디컬 생성 촉매의 수명이 1회 정도 밖에 미치지 않아 지속적으로 오염물을 분해할 수 없다. 지속적인 오염물 분해를 위해선 라디칼 생성물을 끊임없이 공급해야 한다. 


연구팀은 이런 단점을 해결하기 위해 촉매에 라디칼 생성물을 붙이고 여기에 전압을 걸었다. 이를 통해 촉매가 지속적으로 라디칼을 생성할 수 있도록 했다. 전기만 흘려줘도 오염물 분해가 가능했다. 분해 효율도 기존 공정보다 두 배 높은 것으로 나타났다. 


또 라디칼 생성물을 촉매에 붙이는 공정은 단순한 전기화학 설비로 구성되어 추가적인 분해제 공급이 필요하지 않다는 장점도 있다. 단순하고 저렴한 방법을 통해 내구성과 효율성을 높인 셈이다. 


김 연구원은 “라디칼에 의한 표면활성화 기작은 지금까지 보고된 바가 없는, 기존 수처리 촉매들의 한계를 넘어서는 창조적인 발견”이라며 “현재 실험·계산 융합연구 및 공정최적화 연구를 진행 중이며 하∙폐수 처리장에 상용화될 수 있을 것”이라고 밝혔다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘응용 촉매 비: 환경’ 8일자 온라인판에 발표됐다.

 

개질된 산화철(Fe2O3/Fe3O4)을 표면 도식으로 나타냈다. KIST 제공
개질된 산화철(Fe2O3/Fe3O4)을 표면 도식으로 나타냈다. KIST 제공

 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150