성장 유망 품목, 광촉매
- 가시광 응답형 광촉매 관련 특허출원 동향 -

광촉매는 빛 에너지를 흡수해서 화학반응을 촉진시키는 촉매를 가리킨다. 빛이 흡수되면 광촉매는 표면의 유해물질을 분해하는 기능을 나타내는데 이를 응용하여 공기 · 수질 · 토양 정화와 같은 환경정화에 이용되고, 광촉매의 산화 · 환원력이 매우 높아 벽지와 천정재 같은 건축 내장재에 이용되면 뛰어난 항균 · 탈취 특성을 보이며, 표면에 부착되는 오염물질을 광촉매가 분해하므로 스스로 표면의 더러움을 방지하는 셀프크리닝(self-cleaning) 유리로도 이용된다.

또한, 광촉매는 표면에서 물이 얇게 퍼지는 성질(초친수성)을 갖기 때문에 광촉매를 건축물의 외장재에 적용하여 물을 뿌리면 외장재가 얇은 수막으로 코팅되고 이 수막이 증발하면서 열을 빼앗아가므로 별도의 냉방시설을 가동하지 않고도 건축물의 온도를 낮출 수 있다.

일반적으로 지표면에 도달하는 태양광 중 약 5%만이 자외선이고 가시광선은 약 40%를 차지하고 있으며 실내조명의 대부분이 가시광선을 방출하고 있으나, 종래의 이산화티타늄(TiO2) 광촉매는 400nm 이하의 자외선만을 이용할 수밖에 없어 효율성이 낮다는 문제를 안고 있었다.

따라서, 실외 용도에서 태양광을 효과적으로 이용하고 실내 용도로 응용하기 위해서는 가시광선 영역에서 높은 광촉매 활성을 나타내는 가시광 응답형 촉매의 개발이 요구되었다. 가시광 응답형 광촉매 기술은 종래의 이산화티타늄을 개량하는 분야와 기타 소재(ZnO, WO3 등)를 이용한 분야로 나뉜다.

특허청(청장 전상우) 자료에 따르면 2003년부터 2007년까지 최근 5년간 광촉매 분야에 총 1,648건의 출원이 있으나, 가시광 응답형 광촉매와 관련된 출원은 총 출원 건수가 50건으로 광촉매 전체 출원 건수에 비하면 미미한 수준이다. 기술분야별로는 이산화티타늄을 개량하는 분야의 출원이 전체 출원 건수의 대부분을 차지하며, 세부적으로는 이산화티타늄을 개량하는 분야 중에서 전이금속 도핑 분야의 출원 비율이 절반을 차지하고 있다(붙임 1 참조).

2007년 일본 工業材料 12월호에 게재된 자료에 따르면, 2004년 전세계 광촉매 시장규모는 약 800억엔으로 추정되지만, 고감도 가시광 응답형 광촉매와 같은 혁신적 기술개발이 이루어진다면 그 시장규모는 20년 내에 약 3조엔 규모로 확대될 것으로 전망된다. 실제로 최근 5년간 일본내 가시광 응답형 광촉매와 관련된 출원 건수는 국내출원 건수의 3배를 넘고 있어 우리나라에 비하여 상대적으로 연구·개발이 활발히 이루어지고 있음을 보여준다(붙임 2 참조).

따라서 우리나라도 광촉매 시장의 요구를 만족시키고 시장규모의 확대에 대비하기 위해서는 고감도 가시광 응답형 광촉매에 대한 보다 적극적인 연구·개발과 특허출원이 절실히 요구된다.

붙임 : [참고자료] 가 포함된 보도자료 1부.
문의 : 기계금속건설심사국 금속심사과 사무관 이성준 (042-481-5530)