“소금물 한방울 떨어뜨렸더니 유해가스 감지센서 약점을 완벽 해결했다.”

한국표준과학연구원(KRISS)은 소금물을 활용, 상온에서 유해가스를 빠르게 감지하고 회복하는 시간을 단축한 ‘염소화 그래핀 가스 센서’를 개발(사진)했다고 밝혔다. 이 센서는 그동안 전력 소모와 발열 문제로 소형 기기 탑재가 어려웠던 가스 센서의 실용화 가능성을 획기적으로 높였다.

가스 센서는 지하주차장, 보일러실, 산업 현장 배관 등 유해가스 누출 위험이 있는 곳에 설치되는 필수 장치다. 특히 이산화질소(NO2)는 자동차 배기가스나 공장 매연에서 나오는 주요 대기오염 물질로, 인체에 유해해 정밀 감지와 상시 모니터링이 중요하다. 하지만 기존 센서 기술은 소재를 수백 도까지 가열해야 하는 특성상 전력 소모가 많고 발열 부담이 컸다. 새 대안으로 떠오른 그래핀 센서는 상온 작동이 가능하나, 회복 속도가 느려 연속 사용에 한계가 있었다.

연구진은 염화나트륨(NaCl) 수용액, 즉 소금물을 이용한 전기화학 공정으로 이 문제를 해결했다. 그래핀 표면에 소금물을 떨어뜨린 뒤 전압을 가하면, 소금물 속 염소 성분이 그래핀 표면에 균일하게 결합해 센서의 성능을 높이는 방식이다. 독성 염소가스나 염산을 직접 사용하거나 고온·고압 공정이 필요한 기존 방식과 달리, 별도의 유해가스 없이 공정을 단순화해 안정성을 확보하고 제조 비용 부담을 낮췄다.

국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업으로 수행된 이번 연구결과는 재료화학 분야 국제학술지 ‘Journal of Materials Chemistry A’ 2025년 12월호 표지 논문으로 선정됐다. 구본혁 기자