UNIST, 난분해성 유해물질 처리기술 개발

수백 년간 분해되지 않아 ‘영구 화학물질’로 불리는 과불화화합물을 기존보다 20분의 1 에너지로 처리하는 기술이 UNIST 연구진에 의해 개발됐다.

UNIST는 김귀용 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수와 김병조 UNIST 반도체소재·부품대학원 교수 연구팀이 전도성 고분자를 이용해 과불화화합물을 흡착·농축한 뒤 전기분해하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

과불화화합물은 프라이팬 코팅, 방수 의류, 반도체 공정 등에 쓰이지만 자연에서 거의 분해되지 않는다. 극미량도 건강에 영향을 줄 수 있다는 연구 결과가 잇따르면서 한국과 미국 등은 음용수 함량 기준을 리터당 나노그램 이하로 강화하고 있다.

연구팀이 개발한 기술은 전도성 고분자의 성질이 전압 방향에 따라 바뀌는 점을 활용했다. 전도성 고분자가 코팅된 전극을 폐수에 넣고 전압을 가하면 과불화화합물이 표면에 흡착된다. 전압 방향을 바꾸면 흡착된 물질이 다시 분리된다. 이 방식으로 물속에 희석된 과불화화합물을 선택적으로 골라내 고농도로 농축하면, 저농도 상태보다 훨씬 적은 전기에너지로 처리할 수 있다.

연구팀은 하수 처리수, 수돗물 같은 복잡한 수질 조건에서도 이 기술이 적용 가능함을 확인했다. 또 흡착 전극과 분해 전극을 하나의 분해조에 넣어 분리와 분해가 연속적으로 이뤄지는 일원화 시스템도 구축했다.

현재는 활성탄으로 과불화화합물을 흡착한 뒤 고온 소각하거나 매립하는 방식이 주로 쓰인다. 특히 매립은 분해가 아닌 '격리'에 그친다는 한계가 있다.

김귀용 UNIST 교수는 “전도성 고분자는 탈착·재생을 위한 화학약품 처리가 필요 없고, 흡착된 과불화화합물을 쉽게 분리할 수 있어 경제적 대안이 될 것”이라며 “분리와 처리 단계를 일원화하고 매립·소각이 아닌 분해까지 가능하다는 점이 차별점”이라고 말했다.

연구 결과는 환경·에너지 분야 국제학술지 ‘환경과학기술'(Environmental Science & Technology)’에 지난 13일 게재됐다.