국내 연구진이 반도체나 전자제품 생산 공정 중 발생하는 폐수를 빠르게 처리할 수 있는 신기술을 개발했다. 반도체 생산라인 증설에 따른 폐수처리 수요 증가에 손쉽게 대응할 수 있을 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 극한소재연구센터 김상훈, 문건희 박사팀이 고도산화공정에서 촉매제로 사용되는 산화철에 극미량 구리를 첨가해 물속의 미량 알코올을 빠른 시간에 완전히 분해할 수 있는 광촉매 재료를 개발했다고 28일 밝혔다.
반도체나 전자제품 생산 공정 중 표면 불순물 제거에는 알코올류가 사용된다. 이를 함유한 폐수는 역삼투압, 오존, 생물학적 분해 등 방식으로 처리되는데, 고농도 알코올 폐수를 저농도로 낮추는 것만 가능하다. 알코올류는 물과 잘 섞여 화학적, 생물학적 방법으로는 처리가 매우 비효율적이다. 이 때문에 저농도 처리된 알코올 폐수를 희석해 방류하고 있다.
연구진은 산화제와 촉매를 사용하는 펜톤산화법을 사용했다. 수중 라디칼(짝지어지지 않은 홀전자를 가진 원자나 분자)을 생성하는 촉매제를 사용, 라디칼이 유기물을 분해하는 방식이다.
이는 반도체 폐수처리 투입 비용과 수자원을 획기적으로 줄일 수 있다. 기존에 10ppm 알코올 폐수를 1ppm 이하 농도로 낮추려면, 폐수의 10배 물을 희석 용도로 투입했다. KIST가 개발한 광촉매를 수처리 공정에 활용하면 그만큼 수자원을 절약할 수 있다. 연구팀은 실제 반도체 공정에서도 실험실과 비슷한 알코올 분해 성능을 보였다.
김상훈 박사는 “평택과 이천에 대규모 반도체 생산라인 신설이 예정돼 향후 반도체 폐수처리 수요도 빠르게 증가할 것”이라며 “이번 연구 결과는 적은 자원과 비용으로 반도체 폐수를 효과적으로 처리하는 해결책을 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.
한편 이 연구는 과학기술정보통신부 국가핵심소재연구단 소재혁신선도사업과 환경부 환경기술개발사업 및 KIST 주요사업 지원으로 수행됐다. 관련 논문은 화공 및 환경 분야 대표 학술지인 캐미컬 엔지니어링 저널(IF: 14.610, JCR(%): 2.465)에 게재 예정이다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
