퀀텀캣, '금 나노촉매' 혁신기술로 지구 지속가능성 높인다

'금 나노촉매' 상용화 스타트업 퀀텀캣(대표 강신현)은 한국전력이 주관하는 DIPS+(친환경 에너지)에 선정됐다고 28일 밝혔다. 촉매는 반응 과정에서 소모되지 않으면서 반응 속도를 변화시키는 물질이다. 농사에 필요한 비료는 니켈(Ni) 촉매가 암모니아 합성을 촉진해 만든 것이고 자동차 배출가스 저감장치도 촉매가 있어서 발명됐다. 세계적으로 가장 널리 사용하는 촉매는 백금·로듐·팔라듐 등 백금족 촉매다. 자동차 배기가스나 공장 굴뚝 등에서 배출되는 유해물질 가운데 하나인 일산화탄소를 자연 상태에서 산화 제거하려면 600도 넘는 온도가 필요하다. 백금족 촉매를 사용하면 250도에서 산화제거할 수 있다. 퀀텀캣은 세계 최초로 금 나노촉매 상용화 기술을 개발, 사업화 하기 위해 2019년 8월에 설립된 스타트업이다. '금 나노촉매'는 백금족 촉매보다 더 획기적이다. 백금족 촉매는 250도가 돼야 일산화탄소와 같은 유해물질을 산화제거할 수 있는 촉매 활성화가 나타나는 반면에, '금 나노촉매'를 사용하면 상온(약 25도)에서도 일산화탄소를 산화제거할 수 있다는 게 퀀텀캣의 설명이다. 250도로 온도를 높이는데 투입하는 에너지의 양을 대폭 줄이고 탄소 배출도 줄일 수 있어 경제적이면서 친환경적이다. 강신현 퀀텀캣 대표는 “DIPS1000+ 프로젝트는 TIPS, 스케일업TIPS, 소부장 스타트업100 등의 프로그램의 장점만을 모아놓은 프로그램이라고 판단해 한국전력과 함께 한 번 더 성장할 수 있는 좋은 기회라고 생각해 주저 없이 지원하게 됐다”며 “좋은 평가를 받아 DIPS 1000+ 기업으로 이름을 올릴 수 있게 됐다”고 밝혔다. 퀀텀캣을 설립하기 전 한국과학기술원(KAIST) 박사 과정 중에 있던 강신현 대표는 나노 소재의 3차원적 구조를 연구하던 중에 '금 나노촉매' 상용화 기술을 개발했다. 금이 나노 크기 입자가 됐을 때 우수한 촉매 특성을 갖는다는 것은 1980년대 후반에 처음 밝혀졌으나 촉매반응 중 입자가 서로 뭉치는 현상 때문에 안정성이 떨어져 상용화에 어려움이 있었다. 강 대표가 금 나노입자를 물리적으로 가두는 '나노 케이지' 합성법을 개발, 나노입자가 뭉치지 못하도록 케이지 안에 가둬 안정성을 확보하는데 성공했다. 퀀텀캣은 현재 '금 나노촉매'를 주요 대기업과 중견기업 공정이나 배출가스저감 등에 적용하기 위해 5가지 주요 기능검증(PoC·Proof of Concept) 프로젝트와 공동연구개발 프로젝트를 진행 중이다. 첫 번째 대량납품 계약은 새해 초 체결될 것으로 예상하고 있다. 퀀텀캣은 설립 이후 현재까지 누적 150억원 규모 투자를 유치했다. 투자전 기업가치 500억원 규모로 진행한 시리즈B 라운드도 마무리 돼 가고 있다. 강 대표는 “기존에 국내외 촉매 사업자가 전혀 촉매 시장이라고 생각하지 않았던 상온·저온에서 촉매 활성화가 필요한 시장을 우선 타깃으로 해서 레퍼런스를 확보하고 이를 바탕으로 백금족 촉매의 성능한계 시장에 진출해 궁극적으로 백금족 촉매로 대체하는 전략을 수행하고 있다”고 말했다. 퀀텀캣 측은 지금까지 진행한 기능검증과 공동연구개발 프로젝트는 모두 상온·저온에서 촉매활성화가 필요한 시장이며 새해에는 기술·제품검증을 완료하고 본격적으로 납품해 산업적용 레퍼런스를 확보하는데 주력하고 있다고 전했다. 강 대표는 “금 나노촉매의 생산성을 높이기 위해 대규모 양산을 위한 프로세스를 구축했고, 품질 고도화를 위한 노력도 계속하고 있다”면서 “양산 기술까지 갖춘 금 나노촉매는 글로벌 시장에서 강력한 경쟁력을 가지게 될 것”이라고 자신감을 나타냈다. 퀀텀캣은 기후 변화에 대응하는 혁신 기술로 지구의 지속 가능성을 지켜나가는 동시에 국내 원천기술로 세계적인 촉매기업에 견줄 수 있는 글로벌 소재기업으로 성장한다는 목표다. 한편, 퀀텀캣의 기술력과 잠재적 성장성은 중소벤처기업부 소재·부품·장비 스타트업100 선정(2022), 과학기술정보통신부 첨단기술기업 지정(2022), 삼성전자 C-Lab Outside 5기 선정(2022), 대한민국 혁신창업상수상(2022), 과학기술정보통신부 장관표창(2023) 등을 통해 검증됐다.