이강민 학생

태양 빛으로 효율적 광촉매 응용을 위한 혼합 원자 ReO3 나노큐브 합성

원광대학교(총장 박성태) 화학과 석사과정 이강민(사진) 대학원생이 제1저자로 참여한 연구논문이 다학제간 융합연구 분야 국제학회지 ACS Applied Nano Materials 저널에 게재됐다.

이강민 대학원생이 연구한 논문은 ReO3 기반의 나노 크기로 큐브 모양 나노입자를 성공적으로 합성했을 뿐만 아니라 TiO2보다 뛰어난 광촉매 특성을 보여줌으로써 태양의 빛만으로도 Re 기반 산화물이 수질 정화 및 물 분해를 효율적으로 할 수 있는 가능성과 비전을 제시했다.

일반적으로 가장 효율적인 광촉매로 알려진 TiO2는 빛 에너지를 받아 오염물질이나 이산화탄소 및 물을 분해해 환경개선 또는 에너지 연료를 생산할 수 있는 물질로 알려졌지만, TiO2는 표면 개질이나 특정 분자를 붙이지 않고서는 자외선밖에 흡수하지 못해 태양의 가시광선 및 적외선 영역을 흡수하지 못하는 한계점을 가지고 있다.

이번 연구는 합성한 ReO3 나노큐브가 혼합원자에 의해 자외선부터 적외선까지 넓은 영역의 빛 흡수뿐만 아니라 표면플라즈몬공명 또한 잘 나타내 산소 라디칼 및 수산화물 라디칼을 효율적으로 형성하여 TiO2보다 효율적으로 유기 오염물질을 태양 빛만 받아 분해하는데 성공했다.

특히 광촉매 나노입자들은 합성 시 대부분 계면활성제를 첨가하지만, 계면 활성제는 나노입자 표면에 부착돼 광촉매 특성을 저해하는 요소로 작용하는 가운데 이번 연구는 계면활성제 없이 광촉매 특성이 더욱 향상됐다는 점에 주목받았다.

화학과 윤석민 지도교수는 “계면 활성제 무첨가 ReO3 나노입자는 태양 빛만 받아도 효율적으로 오염물질이나 CO2, NOx, 물 등을 분해해 정화작용 및 차세대 에너지원 생산 물질로 주목받을 수 있다”며 “이강민 대학원생은 학부 3학년 때부터 지도를 받아 학부 연구생으로 연구에 참여하고, 지속적인 연구를 통해 석사과정 2년차 임에도 화학 및 재료과학 분야에서 주목할 만한 성과를 거두었다”고 밝혔다.

유성우 기자