"효율 5배, 현장에서 뚝딱"…과산화수소 신기술

[앵커]
산업 현장에서 여러 용도로 쓰이는 '과산화수소'.

하지만 만드는 데 에너지가 많이 들고, 복잡한 반응기가 필요했는데, 국내 연구진이 현장에서 적은 전력만으로 과산화수소를 만들고 생산 효율을 높일 수 있는 특수 용액을 개발했습니다.

김은별 기자가 보도합니다.

[기자]
반도체 세정과 폐수 처리 등 다양한 현장에서 쓰이는 과산화수소.

과산화수소를 만드는 기존 방식은 빛 입자 하나당 과산화수소 하나가 만들어지도록 설계돼 있었습니다.

하지만 생산 효율은 떨어진다는 한계가 있었습니다.

한국과학기술연구원 연구팀은 과산화수소의 생산 효율을 높일 수 있는 '유기반응용액' 을 개발했습니다.

기존 생산 방식은 빛 전환 알갱이 입자들이 딱딱하게 고정돼 있어 빛이 부딪힌 자리에서 일회성 반응으로 끝났지만,

'유기반응 용액'을 활용하면 액체 속 분자들이 자유롭게 부딪혀, 빛 하나로 시작된 반응이 도미노처럼 주변 분자들로 퍼져나가 과산화수소를 쏟아내게 됩니다.

투명한 과산화수소는 티타늄 용액을 만나면 노랗게 변하는데, 색이 짙을수록 생산량이 많다는 뜻이어서 눈으로 생산량을 확인할 수 있습니다.

기존 방식은 빛 입자 하나당 반응 효율이 40%이지만, 유기반응용액을 활용하면 반응 효율을 200% 넘게 끌어올릴 수 있습니다.

연구팀은 가장 높은 효율을 내는 유기반응용액을 만들기 위해 최적의 화합물 조합을 AI를 통해 선별했습니다.

[이주리 / 한국과학기술연구원 박사후연구원 : 조합을 184개로 정했고, 그리고 각각 184개의 조건들을 농도나 부피변화를 줘서 또 6천 개의 조합으로 나눠 실험을 진행한 다음 머신러닝에 학습시켰습니다.]

특히 유기반응용액을 통해 적은 양의 빛으로도 과산화수소를 다량 생산할 수 있어 전력이 모자란 재난 현장 등에서 생활용수 확보를 위해 활용될 수 있을 것이라는 설명입니다.

[변지혜 / 한국과학기술연구원 책임연구원 : 스마트폰을 충전하는 수준의 전력만 있더라도 구동이 가능합니다. 가뭄이라든지 재난 현장이라든지 긴급하게 수처리가 필요한 현장에서 응급한 수처리 기술로 활용이 될 수 있을 거라고 생각합니다.]

연구팀은 앞으로 3년 안에 톤 단위의 과산화수소를 대량 생산할 수 있는 기술을 완성해 상용화에 나설 계획이라고 밝혔습니다.

YTN 사이언스 김은별입니다.


영상취재 : 지준성
디자인 : 지경윤


YTN 사이언스 김은별 (kimeb0124@ytn.co.kr)