[뉴스웍스=문병도 기자] 조동휘·이정오 한국화학연구원 박사 연구팀이 공기 중 황화수소 검출과, 폐수 속 염료 분해가 가능한  '금속산화물 반도체 가스 센서'를 개발했다. 

연구팀은 낮은 전력으로도 작동되는 센서 소재 제작을 위해 히터 가열 방식이 아닌 '빛'을 통해 열을 발생시키는 '광활성화' 방식을 적용했다. 특정 가스에만 반응하도록 '4가지 성분이 포함된 나노 촉매'를 센서 표면에 균일하게 합성했다.

연구팀은 첨단 나노 반도체 기술을 이용해 빛을 잘 흡수하는 '3차원 나노-쉘 구조'를 만들었다. 이 구조에선 기존의 100분의 1 정도인 ㎽ 수준의 빛을 모으기만 해도 높은 열이 발생, 히터를 통한 가열이 없어도 센서 소재 활성화가 가능했다.

또 특정 가스만 선별적으로 감지하기 위해 센서 소재 표면에 '특정 가스에 반응하는 금속 나노 촉매'를 합성했다. 연구에서는 백금, 팔라듐, 니켈, 코발트의 4가지 원소를 첨가하자 유해가스 중 '황화수소'만 선택적으로 잘 반응했다.

센서 표면에 나노 촉매로 바뀔 금속이온 재료를 넓게 펼친 후 강한 빛을 짧게 집중시키면 '3차원 나노-쉘 구조' 덕분에 1200도 가까이 급격히 온도가 상승하며 이산화티타늄 센서 소재 표면에 나노 촉매가 균일하게 합성되는 원리도 규명했다. 연구팀이 개발한 센서는 물속에서 오염 물질을 줄이는 성능도 갖고 있었다. 

연구결과는 재료화학 분야의 권위적인 국제학술지인 저널 오브 머티리얼스 케미스트리 9월호 표지 논문으로 선정됐다. 이영국 화학연 원장은 "황화수소  탐지 및 수중의 오염물질 분해 등 국민의 건강한 삶을 위한 기술을 개발했다"면서 "추가적인 연구를 통해 다양한 유해가스, 유해물질에도 적용될 수 있는 플랫폼 기술이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

한국화학연구원(KRICT)은 화학 및 관련 융·복합 기술분야의 연구개발과 공공인프라 서비스를 수행하는 연구기관이다. 국가과학기술연구회 소관이며 1976년 설립됐다. 

친환경 화학공정기술 연구개발, 화학소재 연구개발, 신물질 창출 연구개발, 화학기반 융·복합기술 연구개발, 화학 관련 안전·분석·평가·표준화·인증 및 화합물·정보 제공 등을 위한 공공인프라 구축 및 운영, 정부, 민간, 법인, 단체 등과 연구개발 협력 및 기술용역 수탁·위탁 등의 업무를 수행하고 있다. 소재지는 대전광역시 유성구 가정로 141이다.