경북대 박현웅 교수·박지연 박사과정생
빛 없으면 충전 에너지로 작동
빛 없으면 충전 에너지로 작동
최근 심해진 미세먼지, 독성물질, 바이러스 등을 제어하는 기술로 광촉매가 다시 주목을 받고 있다.
광촉매는 환경유해 물질을 제거하고, 물에서 수소를 만들고, 이산화탄소를 유용한 물질로 전환시킬 수 있는 다재다능한 물질이다. 그러나 이 모든 기능은 인공광 혹은 햇빛이 있을 때에만 작동이 가능하다.
박현웅 교수팀이 개발한 광촉매는 빛의 일부를 스스로 저장해 빛이 없을 때에도 광촉매 기능의 핵심 물질인 활성산소종을 지속적으로 생성시킬 수 있다.
광전하(광촉매 상에서 빛을 받으면 발생하는 전하)의 이동 속도가 다른 두 종의 광촉매를 서로 접합시켜 빛이 있을 경우에는 전하 이동 속도가 빠른 광촉매에서 활성산소종이 발생하고 전하 이동 속도가 느린 광촉매에서는 전하가 쌓이게 했다.
이후 빛이 없게 되면, 쌓여 있던 광전하가 반응을 일으켜 활성산소종을 생성시켰다. 빛이 있으면 광촉매 기능을 하면서 동시에 충전되고, 빛이 없으면 충전된 에너지로 작동하는 일종의 광 배터리인 셈이다.
박 교수팀은 이 같은 기능을 갖는 복합광촉매를 이용한 물 정화용 필터를 제작해 빛이 없을 때에도 수중 독성물질인 비소 금속 제거가 가능한 것을 확인했다.
지하수 중금속의 대표 물질인 비소는 독성이 강한 3가 비소와 독성이 약한 5가 비소로 존재한다. 박 교수팀은 충·방전 가능한 복합광촉매 필터가 빛이 없는 조건에서도 3가 비소를 5가 비소로 산화시킬 수 있음을 입증했다.
남승현기자 namsh2c@idaegu.co.kr
저작권자 © 대구신문 무단전재 및 재배포 금지
