태양광으로 물을 정화할 수 있는 원천기술이 개발됐다.
한국 기초과학지원연구원(KBSI)은 물성과학연구부의 이주한 박사팀과 충남대학교 이현욱 교수팀이 나노튜브 구조의 TiO2(Titanium Dioxide)에 황을 입힌 친환경 TiO2 광촉매를 개발하는데 성공했다고 10월27일 발표했다.
TiO2 광촉매는 빛을 받아 오염물질을 분해시키는 정화기능을 가진 촉매로 그동안 물을 정화하는 등 오염물질을 분해하는데 연구‧사용돼왔다.
연구팀은 TiO2를 나노튜브 구조체로 제작하고 황을 입혀 효율을 2배 수준 개선하는데 성공했다.
TiO2는 결정입자 크기, 형태, 표면 상태 및 다른 성분의 혼합 여부에 따라 성질과 기능이 달라지며 구조를 나노튜브로 만들고 황을 입히면 태양광 에너지의 사용 효율을 크게 높일 수 있는 것으로 알려졌다.
기존 광촉매는 자외선 영역만 이용해 태양광 에너지의 활용도가 4% 미만에 불과했지만 연구팀이 개발한 광촉매는 가시광선 영역까지 흡수할 수 있어 에너지를 46% 이상 활용할 수 있는 것으로 나타났다.
또 연구팀은 기존의 광촉매 연구가 오염물의 분해 실험 단계에 머물렀던 것을 촉매를 이용해 오염된 물을 정화한 뒤 실제로 살아있는 세포에 안전한지를 추가적으로 검사해 친환경성을 입증했다.
연구팀 이주한 박사는 “친환경 TiO2 광촉매소재 제조기술 개발로 광촉매소재 및 수처리 분야의 기술적 기반이 마련됐다”며 “앞으로 수처리 공정에서 핵심적인 원가 감소 및 효율 증진을 위해 탄소 신소재와의 융합을 지속적으로 연구할 것”이라고 강조했다.
연구결과는 세계적 학술지인 Nature-Scientific reports 온라인판에 10월23일 게재됐다.