금보다 비싼 ‘팔라듐’ 재활용 길 열렸다 유니스트·충북대 연구팀, MOF 결합 끊어 고가 금속 재활용하는 합성기술 개발 금보다 1.5배 이상 비싼 팔라듐처럼 고가의 금속을 재활용할 수 있는 새로운 합성 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 울산과학기술원(유니스트)의 나명수 교수와 김민 충북대 화학과 교수 공동 연구진은 고가의 금속을 여러 번 사용해 공정비용을 절감하고 광물자원 소모를 줄일 수 있는 ‘금속-유기물 골격체(Metal Organic Framework, MOF) 변형·합성 기술’ 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.MOF는 금속과 유기물이 결합해 다공성 구조 골격을 이루는 물질이다. 구멍이 많아 합성이 쉽고 매우 안정적이며 촉매 지지체나 가스 저장 소재로도 쓰인다. 하지만 고활성 촉매 금속인 백금이나 팔라듐 등을 끼워 넣는 것은 거의 불가능하다고 알려졌다.이번에 연구진이 개발한 MOF 변형·합성 기술은 금속과 유기물 분자 간의 화학결합이 끊긴 ‘결함 구조’를 인위적으로 만든 뒤, 골격체 구조를 의도적으로 끊어 아민 작용기(-NH2)를 붙여 새로운 금속 이온을 끼워 넣는 방식이다. 이를 활용하면 팔라듐이나 코발트 등 고가의 금속을 MOF에 끼워 최소 5번 이상 재활용 가능한 촉매를 만들 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.나명수 교수는 “구조 내 결함을 유도하는 새로운 접근 방식으로 MOF 내 작용기를 원하는 데로 집어넣어 추가적 기능을 부여했다는 점에서 학술적 의의가 크다”며 “제조기술 상용화에 성공한다면 치솟고 있는 팔라듐의 소모를 획기적으로 줄일 수 있다”고 강조했다.

금보다 비싼 ‘팔라듐’ 재활용 길 열렸다

유니스트·충북대 연구팀, MOF 결합 끊어 고가 금속 재활용하는 합성기술 개발

기사입력 2021-04-24 15:01:47

(왼쪽부터) 나명수 유니스트 교수와 임재웅 연구원, 백승빈 교수(사진=울산과학기술원 제공)

[산업일보]
금보다 1.5배 이상 비싼 팔라듐처럼 고가의 금속을 재활용할 수 있는 새로운 합성 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

울산과학기술원(유니스트)의 나명수 교수와 김민 충북대 화학과 교수 공동 연구진은 고가의 금속을 여러 번 사용해 공정비용을 절감하고 광물자원 소모를 줄일 수 있는 ‘금속-유기물 골격체(Metal Organic Framework, MOF) 변형·합성 기술’ 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.

MOF는 금속과 유기물이 결합해 다공성 구조 골격을 이루는 물질이다. 구멍이 많아 합성이 쉽고 매우 안정적이며 촉매 지지체나 가스 저장 소재로도 쓰인다. 하지만 고활성 촉매 금속인 백금이나 팔라듐 등을 끼워 넣는 것은 거의 불가능하다고 알려졌다.

나명수 유니스트 교수팀과 김민 충북대 교수팀이 공동으로 개발한 '팔라듐 촉매 합성과정 모식도'(울산과학기술원 제공)

이번에 연구진이 개발한 MOF 변형·합성 기술은 금속과 유기물 분자 간의 화학결합이 끊긴 ‘결함 구조’를 인위적으로 만든 뒤, 골격체 구조를 의도적으로 끊어 아민 작용기(-NH2)를 붙여 새로운 금속 이온을 끼워 넣는 방식이다.

이를 활용하면 팔라듐이나 코발트 등 고가의 금속을 MOF에 끼워 최소 5번 이상 재활용 가능한 촉매를 만들 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.

나명수 교수는 “구조 내 결함을 유도하는 새로운 접근 방식으로 MOF 내 작용기를 원하는 데로 집어넣어 추가적 기능을 부여했다는 점에서 학술적 의의가 크다”며 “제조기술 상용화에 성공한다면 치솟고 있는 팔라듐의 소모를 획기적으로 줄일 수 있다”고 강조했다.

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이주선 기자 lee@kidd.co.kr

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