미래의 날 돌아보기: Catalysts 2026

앞으로 10년의 촉매 분야를 무엇이 정의하게 될까요? 또 분석적 인사이트는 어떻게 혁신을 가속할 수 있을까요? 9월 22일, Future Days 라이브 스튜디오 이벤트가 다시 돌아와 이 질문의 답을 함께 살펴보았습니다.

총 6개 세션에 걸쳐 촉매 제조, 표준 개발, 분석 과학 분야의 연사들이 업계를 형성하는 핵심 질문들을 다뤘습니다. 검증된 기술을 어떻게 확장할 것인지, 왜 파트너십과 표준이 그 과정에 필수적인지, 그리고 분석적 인사이트가 어떻게 혁신을 가속할 수 있는지에 대한 논의가 이어졌습니다. 그 중요성은 매우 큽니다. 상업적으로 생산되는 화학 제품의 약 90%가 제조 과정의 어느 단계에서든 촉매에 의존하기 때문에, 향후 10년의 촉매 개발은 여러 산업에 중대한 영향을 미칠 것입니다.

라이브에 함께하지 못하셨다면, 주요 내용을 아래에서 확인해 보세요. 전체 이벤트는 여기에서 다시 시청하실 수 있습니다.

행사의 첫 3개 세션에서, 초청 전문가들은 검증된 기술이 산업 규모에 도달하는 데 왜 이렇게 오랜 시간이 걸리는지 살펴보았습니다.

전 Johnson Matthey Catalyst Technologies CEO인 Maurits van Tol 박사는 큰 그림으로 발표를 시작했습니다. 세계 인구가 증가함에 따라 화학물질과 에너지에 대한 수요도 계속 늘어날 것입니다. 저탄소 화학물질과 연료를 대규모로 생산하는 데 필요한 촉매 기술은 대부분 이미 존재하며 라이선스도 가능하지만, 도입 속도는 너무 느립니다. Maurits는 민간 부문이 정부 및 규제기관과 협력해 이 과정을 어떻게 가속할 수 있는지 논의했습니다. 또한 고처리량 실험, AI, 나아가 양자 컴퓨팅으로 설계되는 차세대 촉매도 전망했습니다.

다음으로 Prof. Dr.-Ing. Christian Seidel, Wohlers Associates의 Chief Advisor, powered by ASTM International는 도입을 위해서는 비교 가능한 성능 데이터, 재현 가능한 특성화, 그리고 인정된 적격성 평가 경로가 필요하다고 주장하며, 적층 제조 산업에서 얻은 핵심 교훈을 공유했습니다.  표준은 “사용자를 위해, 사용자가” 작성되기 때문에, 그는 커뮤니티에 ASTM Committee D32 on Catalysts에 참여하고 상호 실험실 연구에 데이터를 제공해 줄 것을 요청했습니다.

현장의 관점을 전한 Ketjen의 Analytical Excellence 수석 전문가 Matthew Rayner 박사는 약 200년 동안 암스테르담을 기반으로 해왔고 1953년부터 촉매를 만들어 온 Ketjen 암스테르담 사업장의 이야기를 공유했습니다. Ketjen은 XRF와 XRD부터 기체 흡착, 수은 포로시메트리까지 촉매 생산의 모든 단계에서 고급 분석을 활용합니다. Matthew는 목표가 매번 동일한 결과를 얻는 것이 아니라, 그 변동성이 고객에게 전달되기 전에 포착하는 것이라고 설명했습니다.

첨단 특성화로 차세대 촉매 기술의 잠재력 열기

시장 배경을 설정한 뒤, 행사 후반부는 촉매화학과 이를 밝혀내는 분석 도구들에 대해 깊이 있게 다뤘습니다.

Malvern Panalytical의 PID General Manager인 Ignacio Garcia는 순환 산업을 가능하게 하는 숨은 조력자로서 촉매의 중요성을 강조했습니다. 촉매는 폐 CO₂를 메탄올로, 바이오매스를 연료와 화학물질로 전환하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 공정의 핵심 과제는 촉매 활성, 선택성, 안정성의 균형입니다. 이를 위해서는 활성 사이트에 어떤 원자가 있는지, 작은 구조 변화가 성능을 어떻게 바꾸는지, 그리고 촉매가 왜 비활성화되는지를 이해해야 하며, 수명 개선은 종종 활성 개선만큼 중요합니다. XRD와 라만 분광법 같은 operando 기법은 AI와 자동화된 반응기 랩과 결합되어 이러한 질문에 더 빠르게 답하는 데 도움을 줄 것입니다.

Dr. Hadeel Hussain을 대신해 발표한 Malvern Panalytical의 Market Development Manager인 Jan Gertenbach 박사는 X-ray absorption spectroscopy(XAS)를 이제 Empyrean 다목적 회절계에서 실험실 수준으로 수행할 수 있게 되었다고 소개했습니다. XAS는 회절법이 놓칠 수 있는 정보를 보여줍니다. 에지 근방 영역(XANES)은 활성 금속의 전자 상태를, 미세구조(EXAFS)는 국소 배위 환경을 보여줍니다. Jan은 최첨단 실험에는 여전히 싱크로트론이 필수적이지만, 실험실 XAS는 그 진행 방식을 바꿔 더 많은 시료를 스크리닝하고, 미지 시료와 함께 기준 시료를 측정하며, 빔타임을 더 잘 준비할 수 있게 한다고 설명했습니다.

발표의 마지막을 맡은 Malvern Panalytical의 Senior Application Scientist인 Luca Lucarelli 박사는 촉매를 발견하는 단계에서 촉매를 설계하는 단계로의 전환을 제안했습니다. 그리고 그 출발점은 기체-고체 상호작용을 이해하는 것입니다. 물리흡착과 수은 침투 포로시메트리는 활성을 좌우하는 기공 구조를 특성화하고, 화학흡착은 접근 가능한 금속 사이트의 양을 정량화합니다. 다만 Luca는 접근 가능한 사이트가 반드시 촉매적으로 활성인 사이트와 같지는 않다고 주의했습니다. 이어 온도 프로그램 기법(TPD, TPR, TPO)은 산-염기 사이트, 금속-지지체 상호작용, 재생 거동을 밝혀냅니다. Luca는 또한 귀금속 의존도를 줄일 수 있는 촉매 기술의 미래를 전망하고, 그 목표에 도달하기 위해 필요한 분석 기술에 대해서도 조언했습니다.

주요 Q&A 인사이트

각 발표가 끝난 뒤, 전문가들은 청중의 질문에 답했습니다. Q&A에서는 자율 실험실이 반복해서 화제가 되었습니다. Johnson Matthey에서 Maurits는 이미 협동 로봇(cobot)이 과학자들과 함께 일하고 있지만, 오늘날 가장 큰 가치는 깨끗한 데이터에 대한 머신러닝에서 나온다고 설명했습니다. 기후 기술 스타트업에는 더 큰 라이선스 기업과 협력하고, 의미 있는 스케일업 데이터를 생성할 수 있을 만큼 충분히 큰 파일럿 플랜트를 구축하라는 조언이 제시되었습니다.

마무리 속도전에서는, 패널이 기존 기업의 데이터와 스타트업의 아이디어를 결합할 때 돌파구가 나올 가능성이 높으며, 화학 개발에서 AI를 사용하지 않는 사람은 뒤처질 위험이 있다는 데 의견을 모았습니다. 전체적으로 논의는 하나의 공통된 흐름을 보여주었습니다. 유망한 촉매 기술이 규모로 확장되려면 더 나은 데이터, 더 긴밀한 협업, 그리고 더 빠른 학습 루프가 필요하다는 점입니다.

라이브에 참여해 주시고 질문을 보내주신 모든 분들께 감사드립니다. 다음 Future Days에서 여러분을 다시 만나 뵙기를 기대합니다!

어떤 세션을 놓치셨나요? 6개 발표와 라이브 청중 Q&A는 모두 저희 Future Days: Catalysts 웹페이지에서 온디맨드로 시청하실 수 있으며, 여기에서 촉매 관련 과제에 대해 저희 전문가들과 직접 연락하실 수도 있습니다.

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