카디프 대학교 연구진, 수소와 공기만을 활용한 물 소독 방식 연구 결과 발표

카디프 대학교 연구진은 수소와 공기만을 사용해 만든 물 소독제는 기존 상업적 방법보다 바이러스와 박테리아를 죽이는 데 수백만 배 더 효과적이라는 연구 결과를 발표했다.

이번 연구는 화학 분야 국제저널인 ‘네이처 카날리시스’(Nature Catalysis)에 게재됐다. 연구진은 “물 소독 기술에 혁명과도 같은, 깨끗한 물을 가장 필요로 하는 지역 사회에 제공할 수 있는 전례 없는 기회”라고 전했다.

카디프 대학교가 발견한 방법은 금과 팔라듐으로 만든 촉매를 사용한 기작으로, 이 촉매는 수소와 산소를 바탕으로 일반적으로 사용되는 소독제인 과산화수소를 형성한다. 매년 400만 톤 이상의 과산화수소가 공장에서 만들어지는데, 제품의 품질향상이나 안전화를 위해 갖가지 화학 물질이 첨가하는데, 이는 소독제로서의 효과를 감소시키기도 한다.

물을 소독하는 또 다른 일반적인 방법은 염소를 활용하는 것인데 선행 연구 결과에 따르면 염소는 물에서 자연적으로 발생하는 화합물과 반응해 아토피 등 피부에 자극을 줄 수 있어 안전성 문제가 불거지기도 했다.

카디프 대학 연구진은 상업적으로 이용 가능한 과산화수소와 염소의 살균 효능을 새로운 촉매 방법과 비교하여 테스트했다. 각각은 동일한 조건에서 대장균 사멸 능력을 테스트한 후 각 방법을 사용해 박테리아 수를 급감시킬 수 있는 후속 분석을 수행했다.

연구팀은 촉매가 수소와 산소를 결합해 과산화수소를 형성할 때 활성산소라고 알려진 고반응성 산소종(ROS)을 생성한다는 사실을 발견했다. 촉매 기반 방법은 동일한 양의 산업용 과산화수소보다 박테리아를 죽이는 데 약 천만 배 더 강력하고, 동등한 조건에서 염소화보다 1더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 다른 두 화합물에 비해 더 짧은 시간에 박테리아와 바이러스를 죽이는 데 더 효과적인 것으로 나타났다.

현재 약 7억8천500만 명이 깨끗한 물을 이용하지 못하고 있으며 약 27억 명이 적어도 1년에 한 달 동안 물 부족을 경험하고 있다. 뿐만 아니라 전 세계 약 24억 인구는 부적절한 위생으로 인해 콜레라와 장티푸스를 포함한 치명적인 수인성 질병을 겪고 있다.

연구의 공동 저자인 카디프 촉매 연구소(Cardiff Catalysis Institute)의 화학 교수 그레이엄 허칭스(Graham Hutchings)는 “이번 연구는 기존 물소독 처리 방법보다 물을 신속하게 소독할 수 있는 기회를 제공하는 동시에 박테리아와 바이러스 번식을 막을 수 있어 전 세계의 물 소독 기술에 혁명을 일으킬 가능성이 있다”고 말했다.