[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 높은 농도의 과산화수소 생산 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다.
그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상돼 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인했다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수해 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명했다.
연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 5만3000ppm 농도의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 1만ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과다.
특히 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 '태양광-화학변환효율' 1.1%를 달성해 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신했다.
KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 설명했다.
