화학뉴스

국내 연구진이 이산화티타늄(TiO2)으로 백금 원산 분산 촉매 효율을 대폭 개선했다.
기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단은 고려대·경희대 교수팀과 세계 최고 효율로 폐플래스틱에서 수소를 생산하는 이산화티타늄 활용 백금 촉매를 개발했다.
이산화티타늄 촉매는 인체에 무해하며 은폐력이 크고 열 안정성이 뛰어나 빛이나 자외선에 의한 변화를 방지하는데 사용한다.
백금(Pt) 등 귀금속계 촉매는 성능이 우수하나 비싼 가격으로 경제성이 떨어지고 반응 조건에 따라 금속 원자들이 구조적으로 불안정해져 온전히 활용하지 못하는 한계가 있다.
연구진은 쉽게 구할 수 있는 상용 산화물인 이산화티타늄을 지지체로 활용하고 별도의 전기나 열에너지 없이 태양광만을 이용해 상온에서 최근 주목받고 있는 원자 분산 촉매를 합성했으며, 새롭게 합성한 원자 분산 백금-이산화티타늄 촉매는 1g 사용 시 시간당 3.7L의 수소를 생성하는 세계 최고 효율을 나타냈다.
또 폐플래스틱 광 개질 반응에 적용했을때 98%의 플래스틱이 수소로 전환돼 기존 최우수 촉매에 비해 10배 이상 효율이 향상됐다.
현택환 기초과학연구원 나노입자 연구단 단장은 “원자 분산 백금-이산화티타늄 촉매는 사용하는 지지체와 금속 촉매 종류에 따라 광촉매, 열 촉매 등으로 다양하게 합성할 수 있어 화학산업 비용을 크게 낮출 수 있을 것”이라고 강조했다.
연구 결과는 2024년 2월6일 국제학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials) 온라인에 게재됐다. (김진희 기자)