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[과학의날 특집] 화학 원천기술 연구·개발 혁신 성장·사회문제 해결

2019-04-18기사 편집 2019-04-18 18:11:29

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한국화학연구원(KRICT)

첨부사진1화학연 디딤돌플라자 전경

한국화학연구원(이하 화학연)은 화학연구의 산실로 국내 화학 산업 발전을 이끌고 있다. 화학연은 2018년부터 '화학산업 연구경쟁력 강화를 통한 혁신성장과 국가·사회문제 해결'이라는 목표 아래 탄소자원화, 화학소재, 의약바이오, 융합화학으로 나눠 화학 원천기술을 연구·개발하고 있다.

◇미세먼지 저감, 수소연료 생산-저장·이송-사용 전주기 연구= 화학연 탄소자원화연구소 장태선·허일정 박사는 화학반응을 통해 미세먼지를 인체에 무해한 물질로 바꾸는 연구를 하고 있다. 이미 촉매기술을 이용해 자동차에서 나오는 질소산화물(배기가스)을 물과 질소로 환원하는 정화장치를 개발했으며, 소형 정화장치 연구에도 힘을 쏟고 있다. 화학연은 수소연료 생산부터 저장·이송, 사용까지 전 주기 연구를 수행하고 있다. 특히 김형주 박사팀은 지난해 수소를 생산하는 촉매기술을 개발했다. 바이오디젤의 부산물인 글리세롤을 수소로 전환하는 백금 촉매 기술을 개발했으며 현재 상용화에 매진하고 있다. 화학소재연구본부 홍영택 박사팀은 수소연료전지에 쓰이는 분리막을 개발 중이다. 연료전지 부품 중 분리막은 연료전지 전체의 성능과 가격에 큰 영향을 미친다. 현재 상용화된 분리막은 과불소계로, 이온전달이 우수하고 안정적이지만, 가격이 비싼 탓에 연료전지 가격 상승의 주범으로 꼽히고 있다. 연구진은 최근 연구에서 기존 탄화수소계 분리막의 한계로 지적된 내구성을 크게 향상시켜, 미국 에너지부의 기준을 만족시켰다. 탄소자원화연구소 박지훈 박사팀은 수소연료를 대용량으로 저장·이송하는 '액상 유기물 수소 저장체(LOHC, Liquid Organic Hydrogen Carrier)'를 개발했다. 이는 특수용기 없이 액체물질을 저장용기로 활용한 저장·운송 기술이다. 관련 기술 개발이 이뤄지지 않고 있던 우리나라도 이번 기술 개발을 통해 독자 기술력을 확보하게 됐다.

◇차세대 태양전지 '페로브스카이트' 상용화 새 길 열어=화학연은 1세대 태양전지인 '실리콘'을 잇는 차세대 태양전지 연구도 선도한다. 화학소재연구본부 서장원 박사팀은 최근 페로브스카이트 태양전지 상용화의 새 길을 여는 박막기술을 개발했다. 'P3HT를 이용한 효율적·안정적·대면적 페로브스카이트 태양전지'라는 제목의 논문을 세계 최고 권위지 '네이처'에 발표했다. 연구진은 페로브스카이트가 가시광선을 흡수해 생긴 정공(+, 양전하)을 이동시키는 정공수송소재로 쓰이는 P3HT에 주목했다. P3HT와 페로브스카이트 사이에 HTAB이라는 새로운 분자를 도입해 정공수송능력을 크게 향상시켰다.

◇궤양성대장염 신약 후보물질, 미국서 임상 1상 성공=화학연은 신약의 씨앗인 '화합물'을 연구·관리하는 한국화합물은행을 갖추고, 암과 바이러스 치료제를 비롯한 신약개발에 몰두하고 있다. 최근 궤양성대장염 신약후보물질 BBT-401이 미국에서 임상 1상을 성공적으로 마쳤다. BBT-401은 화학연 의약바이오연구본부 이광호 박사·성균관대 박석희 교수가 공동 발굴한 만성 염증성 면역질환 치료 후보물질이다. 2015년 브릿지바이오에 기술 이전된 후, 2018년 미국에서 실시된 임상 1상에서 약물의 안정성, 내약성, 약물동태학적 특성이 확인돼 실제 궤양성대장염 환자들을 대상으로 임상 2상에 착수할 수 있게 됐다.

◇친환경 생분해성 비닐봉투 시제품 개발 성공=미래융합화학연구본부 오동엽 박사팀은 바이오플라스틱을 기반으로 생분해성 비닐봉투를 개발했다. 땅속에서 6개월 이내 100% 분해되는 것은 물론이고, 기존 생분해성 비닐봉투 대비 인장강도가 2배나 높아 석유계 비닐봉투를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 연구진은 목재펄프와 게껍질에서 추출한 보강재를 첨가해 인장강도가 약한 바이오플라스틱의 한계를 극복했다.

◇'화학대중화' 사업=화학연은 화학의 가치를 재정립하는 '화학대중화' 사업을 3년간 진행한다. 화학물질에 대한 공포증 '케모포비아'를 불식시키고, 화학의 역할과 가치를 알리기 위한 사업이다. 또한 장기적으로 화학에 대한 부정적인 인식을 바로잡아 국가 화학 산업을 이끌 인재를 양성하기 위한 것이다. 이를 위해 올해 화학대중화 캐치프레이즈 공모전을 필두로, 다큐멘터리, 원소 및 화학실험 영상을 제작해 배포하고, 화학콘서트 및 전시회도 연다.

김성수 화학연 원장은 "국민들이 다양한 화학콘텐츠를 직접 체험해보면서 화학에 대해 막연하게 품었던 부정적인 인식을 없애고, 청소년들에게는 화학자의 꿈을 키우는 계기가 됐으면 좋겠다"고 말했다.주재현 기자



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첨부사진2화학연 화학소재연구본부 연구실 모습

첨부사진3미세먼지 저감연구 장태선(왼쪽) 박사, 허일정 박사

첨부사진4벌집 모양의 모노리스(폼) 형태 촉매 저장소

첨부사진5서장원(오른쪽)박사와 정의혁 박사가 DHA가 도입된 페로브스카이트 태양전지 대면적 모듈을 들고 있다.

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