인하대학교는 환경공학과 한창석 교수 연구팀이 물속에 남아 잘 분해되지 않는 의약물질을 효과적으로 제거할 수 있는 수처리 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 텅스텐으로 개질한 산화철 촉매와 과초산을 활용한 고도산화공정 기술이다.

이번 연구는 한창석 교수 연구실 소속 최채진 학생이 수행했다. 연구팀은 수계에 잔류하는 다양한 의약물질을 효율적으로 제거하기 위해 외부 에너지를 사용하지 않는 ‘무에너지 수처리 공정’을 개발했다. 전기나 자외선 같은 추가 에너지를 투입하지 않고도 물을 정화하는 방식이다.

연구팀은 2차 오염을 줄일 수 있는 산화제인 과초산을 연구실에서 직접 합성했다. 이어 이를 고성능 촉매로 활성화해 난분해성 미량오염물질을 분해하는 반응성 물질을 만드는 데 활용했다. 이렇게 생성된 반응성 물질이 물속 오염물질을 효과적으로 제거한 것으로 나타났다.

개발된 기술은 자외선 등 외부 에너지가 필요 없는 촉매 활성화 공정이다. 과황산염이나 차아염소산나트륨을 사용하는 기존 공정과 비교해 2차 오염물질이 생길 가능성을 크게 낮췄다. 학계에서는 수처리 과정에서 환경 부담을 줄일 수 있는 친환경 고도산화공정으로 평가하고 있다.

촉매는 철 기반 자성을 활용해 반응이 끝난 뒤 쉽게 회수해 다시 사용할 수 있다. 무에너지 촉매 활성화 공정을 적용해 경제성과 공정의 지속가능성도 함께 확보했다.

연구팀은 이번 기술이 최근 환경 문제로 떠오른 의약물질과 난분해성 미량오염물질 잔류 문제를 해결할 수 있는 대안이 될 것으로 보고 있다. 하수·폐수처리장 등 환경기초시설에서의 실증과 현장 적용 가능성도 크다는 평가다.

연구 성과를 담은 논문 ‘텅스텐으로 개질된 철 산화물을 이용한 과초산의 촉매적 활성화를 통한 수중 의약물질 분해’는 환경공학 분야 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재될 예정이다.

논문 제1저자인 최채진 학생은 “외부 에너지 투입 없이 2차 부산물 발생을 최소화할 수 있는 과초산 기반 촉매 고도산화 기술을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “실제 환경 현장에 적용할 수 있는 친환경 수처리 기술로 발전시키기 위한 연구를 이어가겠다”고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 양자교류(한국–체코) 지원사업 연구비를 받아 수행됐다.