한국에너지기술연구원(에너지연) 박지찬 청정연료연구실 박사팀이 고성능 고체 촉매 제조기술을 개발했다.
민간기업과 함께 자동화 촉매 합성장치도 구현했다.
고체 촉매는 자동차나 연료전지 관련산업에 폭넓게 활용되며, 제조방식으로는 금속촉매 전구체와 지지체 전구체를 함께 침전시켜 열처리하는 공침공법과 지지체와 함께 용매에 녹인 금속 전구체 용액을 건조하는 습식담지공법이 주로 사용되나 유해 용매를 사용하거나 촉매 합성 후에도 폐 용액이 발생하는 문제가 있다.
박지찬 박사 연구팀은 용융함침공정으로 문제를 해결했다.
고체촉매 합성에 필요한 금속염을 유해 용매를 사용하지 않고 지지체에 녹여 균일하게 스며들게 하는 방법이 핵심으로, 촉매 제조과정을 단순화하고 유해 용매 사용을 없애 간단한 방식으로 친환경적인 촉매를 제조할 수 있게 됐다.
개발공정을 통해 합성된 금속촉매에는 금속 나노입자가 기존보다 5-10% 더 많은 것으로 알려졌다. 촉매 내 금속 나노입자 비율을 높일수록 촉매 생산성이 높아지는 대신 안정성이 다소 떨어지는 단점이 있다.
연구팀은 상대적으로 우수한 안정성도 구현했다.
용융함침공정 기반 촉매 합성 기술은 2017년 말 열린 대한민국 지식재산대전에서 특허청장상을 받았다.
아울러 해당 기술을 바탕으로 하이젠과 자동화 촉매 합성 장치도 개발해 상용화를 눈앞에 두고 있다.
박지찬 박사는 “향후 고체촉매 뿐만 아니라 흡착제 등 다양한 나노물질 합성에서도 쉽고 빠른 자동화 기술 적용이 가능할 것”이라며 “다양한 제조공법들은 공유 가능한 플랫폼 기술을 통해 4차 산업혁명에 필요한 빅 데이터를 제공할 수도 있을 것”이라고 기대했다.