울산과학기술원(UNIST· 총장 박종래)은 조재흥 화학과 교수팀이 화석연료인 탄화수소를 분해할 수 있는 자연 모방 촉매를 개발했다고 10일 밝혔다. 저온에서 탄소-수소 결합을 산화시켜 에너지를 절감하고 환경오염 방지에도 기여할 것으로 기대된다.
조재흥 교수팀이 개발한 자연 모방 촉매는 금속을 결합한 물을 이용한 촉매다. 기존 방법보다 온화한 조건에서 탄화수소를 분해할 수 있다. 복잡한 과정이나 높은 온도 조건이 필요 없어 환경친화적이다.
조 교수팀은 자연계 금속효소가 지닌 탄화수소 산화 능력을 모방해 이 촉매를 개발했다. 산소와 수소로 구성된 하이드록소 리간드에 수소 이온을 첨가해 금속과 결합된 물 분자를 합성하고, 이를 촉매로 활용했다.
수소이온을 첨가해 만든 망간 촉매의 경우 전자 이동 속도와 산소-수소 결합 활성화 속도가 동시에 빨라졌다. 하이드록소 리간드를 물로 바꿔 망간의 환원 전위를 높였기 때문이다.
촉매 시험 결과 안트라센 같은 강한 탄소-수소 결합 물질도 낮은 온도에서 산화시켜 독성을 제거했다. 물에 잘 녹지 않고 화학적으로 안정적인 방향족 탄화수소 분해에 효과적인 것을 확인했다.
조재흥 교수는 “망간 촉매를 낮은 온도에서 방향족 탄화수소와 반응시킨 첫 사례다. 망간의 환원 전위를 조절해 강한 탄소-수소 결합을 분해하는 높은 산화 능력을 증명했다”며 “산업적으로 중요한 금속 촉매 개발에 기여할 것”이라고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
