화학뉴스

국내 연구진이 태양광만으로 산업폐기물을 산업용 화학물질로 전환하는 기술을 개발했다.
광주과학기술원(GIST) 신소재공학과 이상한 교수 연구팀은 무전압 업사이클링(Bias-free Upcycling) 기술을 구현했다고 밝혔다.
바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 지방 등을 원료로 만들기 때문에 운송 분야를 중심으로 친환경 에너지원으로 주목받고 있으나 생산 과정에서 폐기물인 글리세롤(Glycerol)이 대량 발생하고 비료 사용에 따른 수질·토양의 질산염 농도 증가 문제가 지적됐다.
연구진은 유기반도체 기반 광전극과 니켈-철-인 촉매를 결합한 광전기화학 시스템을 통해 글리세롤과 질산염을 각각 포름산(Formic Acid)과 암모니아(Ammonia)로 동시에 전환하는 기술을 개발했다.
구리 호일 위에 전기 증착한 니켈-철-인 촉매를 유기반도체 광전극과 결합해 광음극에서는 질산염 환원 반응, 광양극에서는 글리세롤 산화 반응을 동시에 구동하는 무전압 광전기화학 시스템을 만들어 외부 전력 없이 태양광만으로 동시 업사이클링에 성공했다.
기존 업사이클링 기술은 높은 외부 전압이 필요하고 원하는 물질을 선택적으로 전환하기 어려워 상용화에 제약이 있었으나 연구팀은 촉매가 전해질과 직접 접촉하는 것을 방지하는 금속 호일 캡슐화 기술을 적용해 내구성을 개선하고 세계 최고 성능을 구현했다.
이상한 교수는 “외부 전력 없이 태양광 만으로 작동하는 친환경 업사이클링 시스템의 상용화를 앞당긴 기술적 돌파구”라고 강조했다. 
무전압 업사이클링 연구 결과는 글로벌 학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 2025년 8월 1일 호에 온라인으로 게재됐다. (윤우성 선임기자)