[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 서로 다른 두 촉매를 결합해 빛과 공기만으로 작동하는 친환경 촉매 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 화학과 한상우 교수 연구팀이 이질적인 두 촉매를 단일 시스템으로 통합하는 데 성공했다고 30일 발표했다.
이번에 결합된 촉매는 고체상에서 반응하는 은(Ag) 기반 촉매와 용액에서 빛에 의해 작동하는 유기 광촉매 DDQ로 구성된다.
연구진은 두 촉매가 동시에 작동하도록 설계해 기존에 구현이 쉽지 않았던 반응 효율을 크게 끌어올렸다.
연구팀은 해당 기술로 태양광과 공기만을 이용해 의약품 핵심 원료인 '아민'을 친환경적으로 합성하는 데 성공했다.
특히 연구진은 반응 중 생성되는 부산물을 재활용하는 방식을 도입했다. 해당 부산물은 촉매를 재활성화하며 공기 중 산소는 이 순환이 지속되도록 지원한다.
결과적으로 외부 물질 없이도 작동이 유지되는 순환형 촉매 시스템이 완성됐다.
이 기술은 반응이 태양광과 공기만으로 진행된다는 점이 핵심 특징이다. 빛은 촉매를 활성화해 반응을 유도하고, 공기는 촉매를 다시 활성 상태로 복원한다.
또 연구진은 이종 촉매 간 간섭 문제를 해결하기 위해 리튬염(LiClO4)을 도입했다.
이 물질은 촉매 간 상호 간섭을 억제해 안정성과 내구성을 크게 개선하는 역할을 한다.
한상우 교수는 “이번 연구는 무기 광화학 루프 기술을 정밀 유기 합성 분야에 성공적으로 접목한 첫 사례”라며 “서로 다른 촉매 시스템의 장점만을 결합해 화학 산업의 탄소 발자국을 획기적으로 줄일 수 있는 중요한 진전”이라고 설명했다.
