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촉매와 에너지 분야에서의 나노기술 응용

전문가 제언: ○ 나노기술은 나노미터 크기의 물질의 특성을 원자/분자의 수준에서 규명하고, 그 특성을 이용하여 새로운 물리적, 화학적, 생물학적 성질을 가진 소재, 소자, 장치 등을 설계, 제조, 제어하는 과학기술이다.

○ 나노기술로 제조되는 나노촉매는 친환경적 화학제품 제조, 에너지 전환/절약, 그린화학 및 환경 분야 등 다양한 분야에서 활용된다. 그러나 나노촉매에 쏠리는 큰 관심에도 불구하고 선진국에서조차 아직은 상업화 수준에 이른 제품이 소수에 불과하다. 국내의 나노촉매 제조기술은 입자구조와 입도의 제어, 고순도화, 대량생산 기술의 면에서 아직 선진국에 비해 취약하다고 할 수 있다.

○ 국내의 나노촉매 상업화 실적으로는 (주)나노와 SK가 개발하여 국내 발전소 수요의 90%를 공급하고 있는 대기정화용 탈질촉매를 들 수 있다. SK는 또 촉매식 경유매연 정화장치를 개발하였고, 동사의 석유화학공정용 자일렌 전환촉매는 세계시장의 50%를 점유하고 있다.

○ 또 다른 나노기술 분야인 염료감응형 태양전지에 대해서도 국내외에서 많은 연구가 이루어지고 있다. 스위스의 Solaronix가 TiO2를 이용한 제품을 판매하고 있고, 국내에서도 (주)다이솔 티모가 2009년 탄소나노튜브 전극을 이용한 염료감응형 태양전지의 시범생산에 들어갔다. 리튬이온전지 관련 나노소재의 경우 SK가 분리막의 국산화에 성공하였고, 삼화콘덴서는 리튬티탄산화물 음극활물질 개발에 성공하였다.

○ LED 조명용 나노소재의 국내기술도 상당 수준에 도달해 넥스텍은 2011년부터
탄소나노튜브를 이용하여 생산한 발광다이오드(LED)조명을 일본으로 수출할 예정이다. 클라스타인스트루먼트는 LED 소자의 가장 큰 문제점인 발열현상을 방열판에 금속입자/탄소나노튜브의 나노복합소재를 코팅하는 방식으로 해결하여 상용화에 성공하였다.

○ 나노기술의 당면한 과제는 상업화를 위한 내구성 있는 나노소재의 잘 제어된 대규모의 합성이나 소자/장치의 제조방법을 개발하는 것이며, 그 목표를 이루기 위해서는 아직도 많은 연구가 필요하다.

저자: Yimin Li, and Gabor A. Somorjai
자료유형: 학술정보