유룡 교수

유룡 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수가 세계 최초로 2나노미터(nm) 두께의 나노판상형 '제올라이트' 촉매 물질 합성에 성공했다.

교육과학기술부(장관 안병만)는 유룡 교수팀이 특수한 '계면활성제' 분자와 '실리카'를 조립하는 새로운 방법으로 나노판상형 '제올라이트' 물질을 합성하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

이번 연구는 교과부와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 '국가과학자지원사업'의 지원을 받아 수행됐으며 세계적 권위의 과학저널 '네이처' 10일자에 게재됐다. 특히 네이처는 연구의 중요성을 인정해 유 교수와의 인터뷰 기사도 게재했다.

유 교수가 이번에 합성에 성공한 '제올라이트'는 2nm로, 제올라이트 물질에 대해 이론적으로 예상할 수 있는 최소 두께인 것으로 알려졌다. 또한 얇은 두께임에도 불구하고 섭씨 700도의 고온에서도 높은 안정성을 나타냈다.

연구팀에 따르면 '제올라이트'는 모래의 주성분인 '실리카'와 알루미늄으로 구성된 결정성 광물로, 결정 내부에 작은 분자들이 드나들 수 있는 무수한 나노 세공이 규칙적으로 뚫려있다.

연구팀 관계자는 "이 나노 세공들은 반응 대상 분자가 드나들 때 촉매 작용을 일으킨다"며 "이같은 성질 때문에 제올라이트는 가솔린 생산과 각종 석유화학산업 전반에서 가장 널리 사용되고 있는 촉매물질"이라고 설명했다. 촉매로서의 기능을 향상시키면 엄청난 경제적 부가 가치가 생긴다는 것이다.

유 교수는 "이번 연구에서 얻은 극미세 두께의 제올라이트 물질은 분자가 얇은 층을 뚫고 쉽게 확산될 수 있기 때문에 석유화학공정에서 중질유 성분처럼 부피가 큰 분자를 반응시키는 촉매로 사용될 수 있다"며 "특히 이 제올라이트 촉매는 메탄올을 가솔린으로 전환시키는 화학공정에서 기존의 제올라이트 촉매에 비해 수명이 5배 이상 길다"고 말했다. 해당 공정에서 촉매 교체 주기를 연장시킬 수 있기 때문에 경제효과가 매우 높다는 설명이다.

연구팀은 이번 연구결과가 향후 대체에너지 개발과 녹색성장에 적합한 친환경 고성능 촉매 연구에 직접적으로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.


김철현 기자 kch@asiae.co.kr
<ⓒ세계를 보는 창 경제를 보는 눈, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>