반도체 공정 발생 온실가스 더 쉽게 분해...에너지연, 新 촉매 개발

작성일 08-21

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          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9f7851b662c0009be81c38980338f0bd9de47c49607d3b1fdc01c3470bb3a0f9" dmcf-pid="0fMRpaf5rR" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구진이 개발한 다양한 형태의 촉매" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/21/etimesi/20250821101843460kjcq.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="tsKBT63IIJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/21/etimesi/20250821101843460kjcq.jpg" width="658"></p>
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            연구진이 개발한 다양한 형태의 촉매
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          <p contents-hash="70356bd7cbf46fad18ca6b18839f573b5a04420d0cbae7b8ebdc0e7c8bcda2fd" dmcf-pid="p4ReUN41rM" dmcf-ptype="general">한국에너지기술연구원(원장 이창근)은 이신근 CCS연구단 박사팀이 반도체·디스플레이 생산 공정중 발생 온실가스를 저온에서 매우 안정적으로 분해할 수 있는 새로운 촉매 개발에 성공했다고 21일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="f8e9b9615c88f6c4216c942be99d7c2a81d8a37244564ca5c41c976396b2cbe7" dmcf-pid="U8eduj8twx" dmcf-ptype="general">대한민국 주력 산업인 반도체·디스플레이 산업은 최근 인공지능(AI) 및 가상현실(VR) 분야 중요성이 강조되며 지속 성장을 예고하고 있다. 하지만 생산 과정에서 이산화탄소 대비 온실효과가 5000배 이상 높은 사불화탄소, 헥사플루오로에탄 등이 배출돼 환경에 악영향을 미치고 있다.</p>
          <p contents-hash="da57d90611b536d5c94132a7815af9d187a887b155cda648e0eaa4292200c62f" dmcf-pid="u6dJ7A6FEQ" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 업계에서는 연소, 플라즈마 방식 등 온실가스를 제거하는 기술을 활용하고 있지만, 연소방식은 이산화탄소가 발생한다는 문제가 있고 플라즈마 방식은 전기가 대량 필요해 대용량 처리에 한계가 있다.</p>
          <p contents-hash="8885b275ed3746a679cb0ec2f291c04b9645c216ded98e320490b976fb695627" dmcf-pid="7PJizcP3rP" dmcf-ptype="general">연구진은 기존 촉매 반응 한계를 극복하고자 촉매 최적 조성을 적용하고 기존 촉매보다 저온에서 4000시간 연속 운전해도 성능이 유지되는 촉매를 개발했다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="261f843dd87714f3aba8477c58f1b36874239622c6f87dfd9a98391db27b8ca3" dmcf-pid="zQinqkQ0E6" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구진이 촉매 성능 실험을 하고 있다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/21/etimesi/20250821101844712krtt.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="FshlnXwMsd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/21/etimesi/20250821101844712krtt.jpg" width="658"></p>
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            연구진이 촉매 성능 실험을 하고 있다.
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          <p contents-hash="68579472a69b019a951c4ccb5a7a7b49398967f2a9926684d029f5dead99b2a2" dmcf-pid="qxnLBExpE8" dmcf-ptype="general">사불화탄소와 같은 불화가스는 물과 작용하는 가수분해반응으로 분해된다. 불화가스가 저온에서도 물과 빠르게, 많이 반응하기 위해 촉매 내에 불화가스가 들어올 수 있는 공간이 많아져야 한다. 이 개념을 '루이스산점'이라 하며, 루이스산점이 많아지려면 촉매 내 아연 함량을 최적으로 맞추는 기술이 필요하다.</p>
          <p contents-hash="bb6ae42026c2cc55e088ce148e28c1f3a0e591106b5f97fbc9e48c158dcb7980" dmcf-pid="BMLobDMUw4" dmcf-ptype="general">연구진은 촉매 내 포함된 아연, 알루미나, 인 등 함량을 최적화해 루이스산점을 최대화했다. 개발 촉매는 기존 촉매 작동 온도보다 50도 낮은 700도에서도 5000ppm 이상 고농도 사불화탄소를 98% 이상 안정적으로 분해했다. 작동 온도가 낮아짐으로써 에너지 효율은 기존 대비 10% 이상 상승했다.</p>
          <p contents-hash="9196b4366bfa278f36e4c49445dee0f32c9c372e47993ac907a749d8a3038420" dmcf-pid="bRogKwRurf" dmcf-ptype="general">개발 촉매 테스트 결과, 5000ppm 기준 4000시간 연속운전에도 촉매 성능이 저하되지 않아 장기 내구성을 확보했다. 상용 기준인 2000ppm 기준 1000시간 연속운전보다 두 배 이상의 성능을 달성한 것이다. 또 사플루오르화탄소 외 반도체 공정에서 발생하는 육플루오르화황와 삼플루오르화질소도 동시 분해가 가능하며, 펜타플루오르에탄과 같은 냉매 가스도 분해하는 것으로 확인돼 활용처도 넓어졌다.</p>
          <p contents-hash="ccf07dc944f753d21a680241b5068417194e14a62adf3db7d3f711e6495c65ac" dmcf-pid="Kega9re7IV" dmcf-ptype="general">연구진은 개발 촉매를 대량 생산할 수 있는 방안도 마련했다. 촉매 생산에 압출 공정을 적용함으로써 활용처에 따라 촉매 형태·크기를 다양하게 조절할 수 있게 했다. 특히 반응 면적이 크고 경량화에 유리한 허니컴(벌집구조) 형태로도 생산할 수 있어 상용화 가능성을 높였다.</p>
          <p contents-hash="dd6ae9169be7236faecf8b09e212c6ddb15fcc46be1a89e2197211c39bc7f277" dmcf-pid="9daN2mdzs2" dmcf-ptype="general">이신근 박사는 “개발 촉매는 반도체·디스플레이 공정에서 배출되는 다양한 불소계화합물을 비롯해 폐냉매 처리까지 가능한 다재다능한 촉매”라며 “반도체, 디스플레이뿐만 아니라 폐차장, 폐가전 등에도 적용할 수 있어 국가 온실가스 저감 목표에 크게 이바지할 수 있는 기술”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="442c48453aac20e3849fdc62f0b5f894f8e2e1b71a6d5b87b511f8166a9b5101" dmcf-pid="2Fzqv8FOO9" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
         </section> 
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