KPI뉴스 - UNIST(유니스트), 친환경 '산화프로필렌' 개발…"석유화학 난제 풀어"

  • 흐림서산13.0℃
  • 구름많음북강릉13.6℃
  • 맑음대전9.5℃
  • 맑음영천9.9℃
  • 맑음고흥11.8℃
  • 맑음순천12.0℃
  • 흐림동두천12.0℃
  • 맑음인천12.8℃
  • 맑음장흥10.8℃
  • 흐림수원11.7℃
  • 맑음경주시8.9℃
  • 맑음청주11.3℃
  • 맑음완도14.7℃
  • 맑음울산12.5℃
  • 맑음김해시10.7℃
  • 흐림이천12.2℃
  • 구름많음강화12.9℃
  • 맑음구미11.8℃
  • 맑음북창원10.6℃
  • 흐림보령15.1℃
  • 맑음창원11.9℃
  • 맑음보은7.1℃
  • 맑음거창9.5℃
  • 흐림군산14.9℃
  • 흐림원주12.9℃
  • 맑음양산시11.1℃
  • 맑음북부산8.9℃
  • 맑음포항13.0℃
  • 맑음영덕12.0℃
  • 맑음진도군15.4℃
  • 흐림영월7.5℃
  • 맑음여수13.0℃
  • 흐림양평13.2℃
  • 구름많음서울12.5℃
  • 맑음흑산도15.6℃
  • 맑음고창군8.8℃
  • 흐림홍천9.2℃
  • 맑음서귀포15.7℃
  • 맑음청송군6.8℃
  • 맑음영광군11.8℃
  • 구름많음춘천13.4℃
  • 맑음순창군9.6℃
  • 맑음고창11.0℃
  • 맑음밀양8.2℃
  • 맑음부안11.5℃
  • 구름많음부여8.2℃
  • 맑음산청11.6℃
  • 흐림임실9.3℃
  • 맑음목포14.9℃
  • 맑음남해13.4℃
  • 구름많음속초16.4℃
  • 흐림장수11.2℃
  • 구름많음인제12.8℃
  • 흐림태백9.6℃
  • 맑음상주11.7℃
  • 구름많음북춘천12.5℃
  • 비홍성13.0℃
  • 맑음울릉도13.4℃
  • 맑음울진12.3℃
  • 맑음진주7.5℃
  • 흐림파주11.8℃
  • 맑음의령군9.1℃
  • 흐림대관령7.7℃
  • 맑음정읍10.6℃
  • 맑음대구8.8℃
  • 맑음부산12.0℃
  • 맑음제주16.7℃
  • 맑음백령도11.4℃
  • 맑음금산7.0℃
  • 맑음거제10.4℃
  • 맑음추풍령10.9℃
  • 구름많음철원12.6℃
  • 맑음동해15.0℃
  • 맑음광양시11.6℃
  • 맑음세종10.1℃
  • 맑음강진군14.9℃
  • 맑음통영11.2℃
  • 맑음함양군8.3℃
  • 맑음성산14.0℃
  • 맑음보성군12.5℃
  • 구름많음영주12.7℃
  • 맑음광주11.1℃
  • 맑음해남12.0℃
  • 흐림정선군8.4℃
  • 맑음문경13.4℃
  • 구름많음강릉15.2℃
  • 맑음고산16.2℃
  • 맑음의성7.0℃
  • 맑음서청주8.5℃
  • 흐림봉화6.2℃
  • 흐림충주10.8℃
  • 구름많음남원9.5℃
  • 맑음전주10.0℃
  • 맑음안동9.1℃
  • 맑음합천8.8℃
  • 구름많음천안9.7℃
  • 흐림제천7.5℃

UNIST(유니스트), 친환경 '산화프로필렌' 개발…"석유화학 난제 풀어"

박동욱 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2022-01-09 12:01:44
햇빛·산소만으로 자동차 내장재·화장품 원료 생산 가능
3종 촉매 융합 시스템 개발…촉매분야 최고 권위지 실려
햇빛과 산소를 이용해 유해물질 배출 없이 자동차 내장재나 화장품의 원료를 합성하는 촉매 시스템이 울산과학기술원(UNIST) 연구팀에 의해 개발됐다.

이번 연구는 촉매 분야 연구의 최고 권위지인 '네이쳐 카탈리시스'(Nature Catalysis) 표지논문으로 선정돼 정식 출판을 앞두고 있다. 

▲ 왼쪽부터 울산과기원 고묘화 연구원, 곽자훈 교수, 장지욱 교수. [UNIST 제공]

울산과기원(유니스트)은 곽자훈·장지욱(이상 에너지화학공학과)·주상훈(화학과) 교수팀이 고부가가치 석유화학 원료인 산화프로필렌을 합성하는 '3종 촉매 융합 시스템'을 개발했다고 9일 밝혔다.

3개 종류 촉매가 연속적으로 반응해 프로필렌을 산화하도록 설계된 시스템이다. 기존에 프로필렌을 산화시키는 화학공정은 유해물질을 배출하는 문제가 있었는데, 이 시스템은 태양광 에너지와 산소만으로 산화프로필렌을 만들 수 있다.

산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로 그 수요가 꾸준히 증가하고 있는 석유화학 원료다. 원유 납사에서 프로필렌을 얻은 뒤 이를 산화시켜 합성하는데, 가장 값싸고 친환경적인 산화제인 산소와는 원하는 데로 반응하지 않아 유해 물질인 염소를 써 생산해 왔다.

최근 환경 규제가 강화되면서 염소 대신 과산화수소를 산화제로 쓰는 공법이 상용화됐지만, 과산화수소 생산 공정 자체 또한 친환경적이지 못한 문제를 지니고 있다는 지적을 받아왔다.

공동연구진이 개발한 시스템은 과산화수소까지 친환경적으로 만들 수 있다. 이뿐만 아니라 실시간으로 과산화수소 공급이 가능해 생산 시스템을 단순화 할 수 있으며, 과산화수소 수송과 저장에 필요한 비용도 줄어든다. 고농도 과산화수소가 시간이 지날수록 분해돼 버려지는 것을 막을 수 있다는 장점도 있다.

▲ 광촉매, 전기촉매, 불균일촉매 융합 시스템의 산화프로필렌 생산법. [유니스트 제공]

이 시스템 개발을 위해 연구진은 3종류 촉매의 반응을 정교하게 제어하는 기술을 활용했다.

시스템 내의 광촉매는 물속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 생산하고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만든다. 마지막으로 과산화수소가 불균일촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응하면 산화프로필렌이 합성된다. 이번에 개발된 시스템은 94%의 효율로 산화프로필렌을 생산할 수 있었다.

장지욱 교수는 "추가적인 외부전압과 값비싼 화합물 없이 태양광으로 작동하는 산화프로필렌 합성 시스템을 최초로 선보였다는 점에서 그 의미가 크다"며 "광촉매 성능을 더 개선한다면 상업적으로도 더 큰 가치가 있을 것"이라고 전했다.

곽자훈 교수는 "가장 풍부하고 값싼 산소를 사용해 산화프로필렌을 합성하는 촉매 기술은 석유화학 분야의 난제 중 하나였다"며 "그만큼 산업적으로도 파급력이 큰 연구"라고 소개했다.

이번 연구는 고묘화 UNIST 석박통합과정 대학원생, 김용선 UNIST 박사, 우진우 UNIST 박사가 공동 1저자로 참여했다. 연구수행은 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 '중견연구자지원사업' '미래소재디스커버리사업' '선도연구센터사업'(SRC) '포스코사이언스펠로십' 등의 지원을 받아 이뤄졌다. 

KPI뉴스 / 박동욱 기자 pku24@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]