염소 생산비용 줄일 수 있는 기술 개발

주상훈·곽상규 교수팀 성공 / 적은 함량으로 높은 효율 내

국내 연구진이 살균이나 소독에 널리 쓰이는 원소인 염소(Cl₂)를 더 싸게 만드는 기술을 개발했다. 세계 10대 주요 화학물질로 꼽히는 염소는 전 세계적으로 연간 7500만이 생산된다.

곽상규(왼쪽), 주상훈 교수

유니스트(UNIST)는 주상훈·곽상규 교수(에너지 및 화학공학부)팀은 염소를 전기화학적으로 생산할 때 쓸 새로운 촉매(Pt₁/CNT)를 개발했다고 21일 밝혔다. 이 촉매는 기존의 상용 촉매(DSA)보다 귀금속 함량이 150배 적으면서도 염소 발생 효율은 높고, 반응 조건은 덜 까다로운 것이 특징이다.

현재 쓰이는 염소 발생용 전기화학촉매는 루테늄(Ru)과 이리듐(Ir) 등의 귀금속을 다량 함유한 산화물이기 때문에 비싸다. 또 염소 이온 농도가 낮거나 중성 pH 환경에서는 산소를 함께 발생시켜 염소 생산효율이 낮아지는 문제도 있었다.

새로 개발된 촉매(Pt₁/CNT)는 탄소나노튜브(CNT) 위에 질소(N) 원자 4개로 둘러싸인 백금(Pt₁) 원자가 분산된 형태의 ‘단원자 분산 촉매’다. 이 촉매는 금속 원자(Pt)가 표면에 완전히 드러나기 때문에 그 함량이 적어도 높은 효율을 낼 수 있으며, 다양한 전해질 조건에서 DSA보다 우수한 성능을 보인다. 또 바닷물처럼 염소 이온을 많이 포함하거나 반대로 염소 이온 농도가 낮아도 효율이 높았다.

주 교수는 “이번 촉매는 전해질 조성에 크게 영향을 받지 않아 중·소규모 수처리 장치와 선박평형수 처리 등에서 다양하게 응용될 것”이라고 밝혔다.

김준영 기자 [e-mail]