국내 연구진 `값싼 니켈로 촉매제작` 기술개발

국내 연구진이 값싼 금속을 이용해 화학산업에서 사용하는 촉매를 개발했다.

이윤호 KAIST 화학과 교수 연구진은 값싼 금속인 니켈을 이용해 상온에서 촉매로 활용할 수 있는 작은 분자를 만드는데 성공했다고 23일 밝혔다.

현재 화학산업에서는 촉매의 활용이 필수적이다. 그러나 수소, 일산화탄소 등의 작은 분자를 활성화하기 위해서는 비싸고 매장량이 적은 백금 같은 귀금속을 고온·고압의 환경에서 만들어야 한다. 공정과정에서도 많은 비용이 필요하기 때문에 고가로 팔릴 수밖에 없다. 하지만 자연계에서는 니켈, 철과 같이 값이 싸고 풍부한 금속이 저온, 저압 환경에서도 작은 분자를 활성화 시키는 반응이 발견됐다.

연구진은 이같은 반응을 활용하기 위해 '라디칼'을 연구했다. 일반적으로 물질은 전자가 짝을 이뤄 존재하는데 라디컬은 전자가 하나만 존재한다. 그만큼 반응이 잘 일어날 수 있다. 연구진은 금속 니켈을 라디칼의 성질을 띄도록 만들었다. 이 교수는 "니켈 착물의 소분자 활성 반응을 검증한 결과 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 에틸렌 등의 작은 분자를 상온·상압에서도 성공적으로 활성화함을 확인했다"고 설명했다. 니켈과 같은 금속이 T자 형태를 갖게 만들어 홀전자(짝지어지지 않은 전자)가 비어있는 공간에 쉽게 존재하도록 디자인한 것이다. 이 교수는 "촉매 개발에 있어 금속 라디칼을 이용하는 새로운 방안을 제시하는 것으로 화학 공학과 협력해 미래 화학 산업에서 사용될 수 있는 저가 금속 촉매 개발에 크게 기여할 것"이라며 "미래의 환경친화적 화학 산업을 위한 새로운 패러다임을 구축하는 방법론을 제시했다"고 말했다. 연구결과는 국제학술지인 앙케반테 케미 6월 7일자에 게재됐다.

[원호섭 기자]

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