광촉매 기술의 응용제품 2005-08-24 (조회수:5012)

 

광촉매 기술의 응용제품
1. 촉매란?
자기자신은 변화하지 않으면서 다른물질의 화학반응을 촉진시키거나 지연시키는 물질을 말한다.촉진시키는 물질을 정촉매, 지연시키는 물질을 부촉매라 한다.
2. 광촉매란?
광촉매는 촉매의 활성을 부여하는 에너지원으로 빛을 사용한다. 빛의 빛의 특정한 파장을 이용하여 촉매내부의 전자적인 구조로 인해 촉매의 활성이 나타나게 되고 이 촉매활성이 유기물을 분해하는 일을하게된다. 유기물의 분해는 종전에는 열을 가하여 태우는 화학적인 방법이 일반적이였으나, 광촉매는 태우는 것이 아니라 촉매 표면에서 유기물을 산화시키는 것이다. 태우기 위해서는 열이 필요하게 되고 열을 내기위해서는 에너지(예; 전기,연료 등)필요하게 되는 것에 비해 광촉매는 빛만 있으면 된다. 광촉매란 광(光)을 받으면 촉매 반응을 일으키는 물질이다. 광촉매중 이산화티타늄이 가장 많이 사용되고 있다. 이는 이산화티타늄이 내산성, 내알카리성 등이 좋으며 인체에 무해하기 때문이다. 광촉매는 빛에너지를 사용하여 유기물을 분해시키는 물질이어서 에너지를 적게 사용하는 환경친화적인 물질이다. 이러한 이유에서 광촉매는 매우 흥미있고 미래 지향적인 물질이다.
3. 광촉매의 적용분야
광촉매는 특정 과장의 빛 에너지를 받으면 촉매표면에서 강력한 산화력을 갖는 화학종들이 생성되고, 이 화학종들이 유기물들을 산화시키는 것 뿐만 아니라 광유도 친수화기능, 그리고 자외선 차단의 특징도 갖기 때문에 그 적용분야는 매우 다양하고 넓다. 광촉매의 응용분야는 고유한 특성을 이용한 기능별 적용 분야와 산업별 응용분야로 구분할 수 있다. (표1,2) 적용분야는 대부분 환경에 관련되어 있으며 우리 일상생활에 밀접한 영역도 많다. 지구의 대기 및 수질 오염에 대해 특별한 에너지를 가하지 않고 빛만으로 오염물질을 분해시킬 수 있기 때문에 유해 유기물의 광분해와 대기 오염물질의 광산화ㆍ환원ㆍ각종 병원균의 내성증가로 위협받고 있는 위생 문제에서도 광촉매의 살균ㆍ항균 작용이 문제를 간단히 해결해 줄 수 있어 여러 분야에서 응용될 수 있다. 또한 물을 광분해시켜 수소와 산소를 생산함으로써 차세대 에너지와 환경문제를 동시에 해결 할 수 있다는 점에서 많은 주목을 받고 있으며, 기타 다양한 분야에서 획기적인 수요 증대를 가져올 것으로 예상된다.


표 1. 광촉매 응용 분야 (기능별)
*항균, 살균, 탈취 - 병원, 화장실, 부엌 등 세균의 영향이 예상되는는 곳에 적용
*유기물 분해 - Easy cleaning : 터널전등, 터널벽, 욕실, 주방용품, 가구, 컴퓨터 모니터 등에 응용
- Self cleaning by rain fall : 유리창, 새시, 타일, 천장, 도로 표지판, 전등, 차음벽, 굴절 유리판, 강판, 알루미늄패널, 벽돌, 유리막, 안내 표지판, 진열장 유리, 외장유리,벽돌, 유리막, 안내 표지판, 진열장 유리, 외장유리, 태양전지 상판 유리, 헤드라이트, 플라스틱/유리 그린 하우스 등에 응용
*초친수성 - Anti-fogging : 도로 거울, 욕실 거울, 장식장 유리, 창내벽, 헬멧, 광학렌즈, 에어컨 열교환기, 고전압 케이블, 자동차 사이드 미러, 백미러, 오토바이 앞유리 등에 응용
*기타 - 특수용도 : 수질・해양 오염물질 분해, 토지 오염물 분해
*물분해 - 수소와 산소 분해에 의한 크린 에너지 생성
표 2. 광촉매 응용 분야 (산업별)
*생활용품-위생도기, 조리기구, 화장품, 공기청정기, 청소기, 냉장고, 에어컨, 놀이기구(항균, 탈취, 오염방지,NOx 제거, 공기정화)
*의료용품-항균타일, 의료기구, 무좀약, 암 치료제, 건강음료(항균, 건강보조)
*주택설비-부엌설비 자재, 욕실설비 자재, 내・외장 타일, 벽지, 바닥재, 유리(항균, 탈취, 오염방지, NOx 제거 등의 목적)
*점포설비-네온사인, 간판(오염방지 등의 목적 )
*도로설비-부엌설비 자재, 욕실설비 자재, 내・외장 타일, 벽지, 바닥재, 유리(NOx 제거, 오염방지, 흐림 방지 등의 목적)
*자동차용품-차량도장, 전조등, 커버, 창유리, 사이드 미러, 냉동・냉장차(오염방지, 항균, 탈취, 흐림 방지 등의 목적)
*대기정화-NOx, Dioxin, VOC 제거, 디젤엔진 배기가스(정화처리, 오염방지 등의 목적)
*수질정화-하수, 지하수, 폐수, 침출수, 기름띠, 수영장, 수족관, 어항(정화처리, 탈취, 오염방지 등의 목적)