KITECH 생산기술 전문지

본 연구에서는 수중 플라즈마(underwater plasma) 기술의 원리, 특징 및 응용 가능성을 소개하였다. 수중 플라즈마는 액상 내에서 직접 방전을 유도함으로써 국소적으로 고온·고압 환경과 고농도의 활성종(·OH, H·, O·, H₂O₂ 등)을 동시에 생성하는 비평형 반응장이다. 이러한 반응장은 전구체나 촉매 없이도 금속 전극으로부터의 용해–재응축 과정을 통해 다양한 금속 및 합금 나노입자를 직접 합성할 수 있으며, 기존 용융 또는 증기 공정으로는 어려운 불용성 금속 조합(Fe–Cu, Cu–Ru 등)의 준안정 합금화가 가능함을 확인하였다. 또한 본 기술은 반도체 세정 공정에서 발생하는 난분해성 유기물(TMAH, urea, phenol 등)의 무촉매 산화 분해에도 효과적이며, 고효율·친환경 폐수 처리 기술로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구원의 수중 플라즈마 기술은 전극 재료, 펄스폭, 극성비, 가스 조성 등 다양한 인자를 제어함으로써 반응 메커니즘의 정밀 조절이 가능하며, 소재 합성과 환경정화 기술을 통합할 수 있는 차세대 공정 플랫폼으로서 높은 산업적 확장성과 기술적 경쟁력을 갖추고 있다.

키워드 수중 플라즈마; 라디컬; 나노입자 합성; 난분해성 유기물 분해