물질·재료연구기구 에코매터리얼 연구센터의 葉金花 수석연구원 등은 복합산화물을 이용한 새로운 타입의 가시광 응답형 광촉매의 실용화를 서두르고 있다. 개발한 바륨과 비스마스, 니오브 등의 산화물 광촉매가 넓은 파장 범위에서 유기물 분해에 고활성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었으므로 연구를 실용을 위한 단계로 이행하기로 했다. 그 일환으로써 전기기기 메이커와 공동으로 하수처리장에서의 황화수소의 분해·제거에 착수하는 것을 시작으로 환경정화분야에서 폭넓은 응용을 목표로 하고 있다. 가시광 응답형 광촉매는 이미 시장에 출시되어 있으나, 그 대부분은 산화티탄 화합물에 이종금속을 도포하거나, 산소이온의 일부를 질소 등으로 치환함으로써 흡수파장대를 넓혔다. 지금 현재 이 방법으로 넓힐 수 있는 것은 가시광 영역(400~750나노미터) 가운데 500나노미터 정도까지로 가시광형이라고 해도 이용할 수 있는 에너지양은 그리 많지 않다. 이에 대해 연구팀이 개발한 것은 복합산화물을 이용한 광촉매로, 결정구조와 전자구조의 제어로 밴드갭을 작게 해서 가시광 영역의 넓은 범위에서 활성을 갖게 했다. 예를 들어 바륨계는 640나노미터까지의 가시광에서 아세트알데히드를 효율적으로 이산화탄소로 분해할 수 있다. 분해율이 산화티탄의 경우는 350나노미터로 60% 이하, 400나노미터를 넘으면 거의 제로가 되는 데에 비해 바륨계는 350~ 450나노미터로 약 80%, 600나노미터에서도 약 40%를 유지할 수 있어 포름알데히드의 분해에도 유효하다는 것을 확인했다. 또 비스마스계는 가시광만의 조사조건에서 메틸렌블루를 약 8분이라는 단시간에 무색화한다. 니오브계는 400나노미터 이상을 대량으로 흡수할 수 있는 재료로 알코올이나 알데히드로 효율적으로 분해하여 박막으로 만들면 물 접촉각 5도 이하라는 초친수성 표면이 되어 셀프클리닝에 유망하다는 것을 알았다. 이러한 성과를 바탕으로 앞으로 환경정화에 대한 적용을 추진해 나갈 것인데, 실용화를 위해서는 재료의 안정성과 촉매활성의 향상이 과제가 된다. 안정성 면에서는 바륨계를 이용하여 경과시찰 중으로, 현재 약 400시간에서도 열화하지 않는다는 것을 확인했다. 재료는 저온에서 합성하는 기술을 개발하여 미립화함으로써 비표면적을 크게 만들어 촉매활성을 높일 수 있다. 전기기기 메이커와 공동으로 추진할 황화수소의 분해는 니오브계를 필터에 코팅하는 등을 상정, 1년 후를 목표로 실용화할 예정이다. “폭넓게 응용하기 때문에 바륨계나 비스마스계와 산화티탄을 복합화하는 것도 생각하고 있다”(葉 수석연구원)고 한다. (일간공업)