[단독]세계서 가장 얇은 석유화학 슈퍼 촉매 개발

KAIST 유룡 교수 발표

세계에서 가장 얇으면서 사용 수명을 획기적으로 끌어올린 슈퍼 촉매를 국내 연구진이 개발했다. 촉매는 화학반응을 촉진하는 물질로, 석유화학 공업에서 생산 효율에 중요한 영향을 미친다.

KAIST 화학과 유룡 교수(사진)는 9일 석유화학 공정에서 사용되는 제올라이트(zeolite) 촉매를 세계 최초로 2nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 두께의 판(版) 형태로 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 2nm 두께는 제올라이트 물질에 대해 이론적으로 예상할 수 있는 최소 두께다. 또 이렇게 얇은 두께임에도 불구하고 이 물질은 섭씨 700도의 고온에서 높은 안정성을 나타냈다고 연구진은 전했다.

제올라이트는 실리카와 알루미늄으로 이뤄진 결정성 광물로 결정 내부에 작은 분자들이 드나들 수 있는 무수한 나노 세공들이 규칙적으로 뚫려 있는 물질이다. 메탄올을 가솔린으로 바꾸는 화학 공정에서 주로 사용되는 이 촉매는 지금까지 만들어진 제올라이트 촉매 가운데 가장 얇다.

유 교수는 “촉매 수명이 5배 이상 길어 촉매 교체 주기 연장 등을 통해 생산비 절감 효과가 클 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구결과는 앞으로 대체에너지 자원 개발과 녹색성장에 적합한 친환경 고성능 촉매 개발 연구에 직접적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

한편 이번 연구는 교육과학기술부가 추진하고 있는 ‘세계 수준의 연구 중심대학(WCU) 육성 사업’을 통해 겸임교수로 초빙된 스웨덴 스톡홀름대 오사무 테라사키 석좌교수와 공동 연구로 이뤄졌다. 또 학문적 성과가 인정돼 영국에서 발행하는 국제학술지 ‘네이처’ 이달 9일자에 특별 인터뷰와 함께 소개됐다.

박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com