햇빛만으로 산업폐기물을 자원으로 고효율 전환

작성일 08-04

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">GIST</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="zeRxDZ8tLv">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="239a13b7652dd27894f8d73ec1eb1c405f3166b0c4bf470f5e3ecfcce1e9a448" dmcf-pid="qeRxDZ8tMS" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이상한 GIST 신소재공학과 교수, 논문 제1저자인 김예준 석박통합과정생. GIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/04/dongascience/20250804114152698iirv.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="7T8fNyKGRT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/04/dongascience/20250804114152698iirv.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 이상한 GIST 신소재공학과 교수, 논문 제1저자인 김예준 석박통합과정생. GIST 제공.
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          </figure>
          <p contents-hash="14e50273ba9219310c90172a056078481ab5b2c000ae817239112af5b9b39899" dmcf-pid="BdeMw56FRl" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 태양광만으로 산업 폐기물을 고부가가치 화학물질로 전환하는 기술을 구현했다. </p>
          <p contents-hash="6dc30b740bd01ecac9f967f7fb384a571b71e6c46f215b2ecf59c8935aa1f002" dmcf-pid="bJdRr1P3Mh" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 이상한 신소재공학과 교수 연구팀이 유기반도체 기반의 광전극과 니켈, 철, 인을 섞은 촉매를 결합해 산업 폐기물을 고부가가치 화학물질로 전환하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 신재생에너지만으로 산업 폐기물을 고부가가치 화학물질로 전환하는 '무전압 업사이클링' 기술을 구현한 것이다. 연구 결과는 국제학술지 '어드벤스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="6ade7873657bf7864a2f441ac6ac8b4aba0c3bbe8706c2f670da8db8dd1892b4" dmcf-pid="KiJemtQ0LC" dmcf-ptype="general">연구팀은 유기반도체 기반의 광전극과 니켈(Ni), 철(Fe), 인(P) 촉매를 결합해 태양광을 전기에너지와 화학반응으로 직접 전환시키는 광전기화학 시스템을 개발했다. 유기 반도체 광전극은 탄소 기반 분자로 구성된 반도체  물질을 이용해 만든 광전극으로, 플라스틱처럼 유연하고 가볍지만 전기를 조절하는 능력을 지닌 물질이다.</p>
          <p contents-hash="b4ee33be0032de85990d63e9a5c43fd6688de97656352ae470fa6154fd9985f0" dmcf-pid="9nidsFxpdI" dmcf-ptype="general">연구팀은 새로 개발한 광전기화학 시스템을 통해 주요 폐기물인 글리세롤과 질산염을 각각 포름산(개미산)과 암모니아로 동시에 전환하는 데 성공했다. </p>
          <p contents-hash="7aed6020d475e56abba3ed8e2cf831e0a321f28032c91f6076b55fd27531a032" dmcf-pid="2LnJO3MUnO" dmcf-ptype="general">연구팀은 먼저 니켈, 철, 인을 결합한 촉매를 만들었다. 구리 호일 위에 이 촉매를 입히고 광전극과 결합했다. 그러자 외부 전기 공급 없이 햇빛만으로 두 가지 화학반응을 유발시켰다. 한 쪽에서는 질산염이라는 오염물질을 암모니아로, 다른 쪽에서는 글리세롤이라는 폐기물을 포름산으로 변환시켰다. 두 가지 산업 폐기물이 동시에 유용한 화학 물질로 변한 것이다. </p>
          <p contents-hash="95b2af50e7fced8ec7757a0d1716b6bc2d1cd49835ab15393b2d74e2eb65498c" dmcf-pid="VoLiI0Ruds" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 시스템은 11.04mA(밀리암페어)의 반응 전류밀도를 나타냈다. 포름산과 암모니아 생산에 대한 패러데이 효율은 모두 95% 이상을 기록해 높은 반응 활성도와 선택성을 입증했다. 패러데이 효율은 전기화학 반응에서 공급된 전류가 원하는 생성물 생산에 얼마나 효과적으로 사용됐는지를 나타내는 지표다. </p>
          <p contents-hash="34feb22fcdcfeff182045cc72ce6fe9f8e336fcfeb92cedc9467487c398ca6d9" dmcf-pid="fgonCpe7dm" dmcf-ptype="general">이번 연구는 암모니아뿐만 아니라 포름산 등 다양한 고부가가치 화학물질을 친환경적으로 생산할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 평가를 받는다. 특히 유기반도체 광전극의 내구성을 크게 높여 대면적 태양광 기반 화학 공정으로 확장 가능성도 기대된다.</p>
          <p contents-hash="c683458ea1785a1f6b188c179384caa338d9ae115db5c3e25f20aef3e28896df" dmcf-pid="4agLhUdzdr" dmcf-ptype="general">이 교수는 "외부 전력 없이 태양광만으로 작동하는 친환경 업사이클링 시스템의 상용화를 앞당긴 기술"이라며 "지속 가능한 공정 개발에 새로운 가능성을 연 성과"라고 자평했다. </p>
          <p contents-hash="8d432ed64646e2efdd70fffd95accd47babf376f42534101b3a13380ef57dbd6" dmcf-pid="8NaoluJqnw" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1002/adma.202507698</p>
          <p contents-hash="089d7fa0e34d4124fb01378781325cb21d19e7301e52ca4fd2f8ef97abc7f005" dmcf-pid="6jNgS7iBnD" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
         </section> 
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