[대전=뉴스핌] 오영균 기자 = 충남대학교는 환경·IT공학과 양재환 교수가 휘발성 유기화합물(VOCs) 제거를 위한 혁신적인 질소 도핑 바이오차(N-doped biochar)를 개발해 환경 촉매 연구 우수성을 입증했다고 3일 밝혔다.
이번 연구는 국제 저명 학술지 'Environmental Research'에 지난달 23일 온라인 게재됐다. 이번 연구는 엠디 와하드 우즈 자만(Md. Wahad Uz Zaman) 석사졸업생과 풀레 아지트 다타트라이(Phule Ajit Dattatray) 연구교수가 공동 제1저자로, 충남대 양재환 교수와 충북대 임동희 교수가 공동 교신저자로 참여했다.
공동 연구팀은 이번 연구에서 NaOH로 활성화된 질소 도핑 바이오차를 설계해 톨루엔과 같은 VOC를 효율적으로 제거할 수 있는 이중기능성 흡착 및 촉매 산화 소재를 개발했다. 특히 다양한 열처리 조건에서 최적화된 연구팀의 바이오차는 높은 표면적과 다공성 구조를 통해 뛰어난 흡착 성능을 보여줬다.
아울러 이번 연구에서 DFT 계산을 통해 질소 도핑 바이오차 표면에서 톨루엔 분자의 흡착 에너지와 반응 경로를 이론적으로 도출했으며 피리딘-N(pyridinic-N)과 피롤-N(pyrrole-N)이 산소 활성화 및 반응성 산소 종 생성에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 이러한 계산 결과는 실험 데이터를 보완하며 촉매 성능 향상의 원리를 심층적으로 이해하는 데 기여했다.
양재환 교수는 "실험과 이론적 계산을 결합한 이번 연구는 고효율, 저비용, 친환경 촉매 개발의 새로운 가능성을 제시했다"며 "지속 가능한 환경 보호를 위한 촉매 기술 상용화 가능성을 높이는 데 중요한 발판이 될 것"이라고 강조했다.
한편 이번 연구는 충남대의 재직교원 연구비 지원을 받아 수행됐다.
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