유니스트 연구팀이 햇빛과 산소를 이용해 자동차 내장재나 화장품 원료를 합성하는 촉매 시스템을 개발했다. 이번 연구는 촉매 연구 분야 권위지인 네이처 카탈리시스 표지 논문으로도 선정돼 출판을 앞두고 있다. 유니스트(울산과학기술원)는 곽자훈·장지욱(이상 에너지화학공학과)·주상훈(화학과) 교수팀이 세 종류의 촉매가 연속적으로 반응하며 프로필렌을 산화하도록 설계된 ‘3종 촉매 융합시스템’을 개발했다고 발표했다. 산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로, 수요가 꾸준히 증가하고 있는 석유화학 원료다. 가장 풍부하고 값싼 산소를 사용해 산화프로필렌을 합성하는 촉매기술은 석유화학 분야 난제 중 하나였다. 산소는 원하는 대로 반응하지 않기 때문에 유해 물질인 염소를 써 생산해 왔다. 최근 환경 규제가 강화되면서 염소 대신 과산화수소를 산화제로 쓰는 공법이 상용화됐지만, 여전히 친환경적이지 않은 한계가 있다. ![]() 광촉매, 전기촉매, 불균일 촉매를 융합해 산화프로필렌을 생산하는 과정 (사진=유니스트) 시스템 개발에는 세 종류의 촉매를 정교하게 제어하는 기술이 쓰였다. 시스템 내 광촉매는 물속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 생산하고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만든다. 이후 만들어진 과산화수소는 불균일 촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응해 산화프로필렌을 합성한다. 산화프로필렌 생산 효율은 94%였다. 이번 시스템으로 과산화수소까지 친환경적으로 만들 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 과산화수소 공급이 가능해 생산 시스템을 단순화할 수 있으며, 과산화수소 수송과 저장에 필요한 비용도 줄어들게 됐다. 또한 고농도 과산화수소가 시간이 지날수록 분해돼 버려지는 것을 막을 수 있다는 장점도 있다. 유니스트 장지욱 교수는 “추가적인 외부 전압과 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 말했다. |
유니스트 연구팀이 햇빛과 산소를 이용해 자동차 내장재나 화장품 원료를 합성하는 촉매 시스템을 개발했다. 이번 연구는 촉매 연구 분야 권위지인 네이처 카탈리시스 표지 논문으로도 선정돼 출판을 앞두고 있다.
유니스트(울산과학기술원)는 곽자훈·장지욱(이상 에너지화학공학과)·주상훈(화학과) 교수팀이 세 종류의 촉매가 연속적으로 반응하며 프로필렌을 산화하도록 설계된 ‘3종 촉매 융합시스템’을 개발했다고 발표했다.
산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로, 수요가 꾸준히 증가하고 있는 석유화학 원료다. 가장 풍부하고 값싼 산소를 사용해 산화프로필렌을 합성하는 촉매기술은 석유화학 분야 난제 중 하나였다. 산소는 원하는 대로 반응하지 않기 때문에 유해 물질인 염소를 써 생산해 왔다.
최근 환경 규제가 강화되면서 염소 대신 과산화수소를 산화제로 쓰는 공법이 상용화됐지만, 여전히 친환경적이지 않은 한계가 있다.
광촉매, 전기촉매, 불균일 촉매를 융합해 산화프로필렌을 생산하는 과정 (사진=유니스트)
연구진이 개발한 시스템은 유해 물질 배출 없이 태양광 에너지와 산소만으로 과산화수소를 생산해 산화프로필렌을 만들 수 있다.
시스템 개발에는 세 종류의 촉매를 정교하게 제어하는 기술이 쓰였다. 시스템 내 광촉매는 물속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 생산하고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만든다. 이후 만들어진 과산화수소는 불균일 촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응해 산화프로필렌을 합성한다. 산화프로필렌 생산 효율은 94%였다.
이번 시스템으로 과산화수소까지 친환경적으로 만들 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 과산화수소 공급이 가능해 생산 시스템을 단순화할 수 있으며, 과산화수소 수송과 저장에 필요한 비용도 줄어들게 됐다. 또한 고농도 과산화수소가 시간이 지날수록 분해돼 버려지는 것을 막을 수 있다는 장점도 있다.
유니스트 장지욱 교수는 “추가적인 외부 전압과 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 말했다.
유니스트(울산과학기술원)는 곽자훈·장지욱(이상 에너지화학공학과)·주상훈(화학과) 교수팀이 세 종류의 촉매가 연속적으로 반응하며 프로필렌을 산화하도록 설계된 ‘3종 촉매 융합시스템’을 개발했다고 발표했다.
산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로, 수요가 꾸준히 증가하고 있는 석유화학 원료다. 가장 풍부하고 값싼 산소를 사용해 산화프로필렌을 합성하는 촉매기술은 석유화학 분야 난제 중 하나였다. 산소는 원하는 대로 반응하지 않기 때문에 유해 물질인 염소를 써 생산해 왔다.
최근 환경 규제가 강화되면서 염소 대신 과산화수소를 산화제로 쓰는 공법이 상용화됐지만, 여전히 친환경적이지 않은 한계가 있다.

광촉매, 전기촉매, 불균일 촉매를 융합해 산화프로필렌을 생산하는 과정 (사진=유니스트)
시스템 개발에는 세 종류의 촉매를 정교하게 제어하는 기술이 쓰였다. 시스템 내 광촉매는 물속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 생산하고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만든다. 이후 만들어진 과산화수소는 불균일 촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응해 산화프로필렌을 합성한다. 산화프로필렌 생산 효율은 94%였다.
이번 시스템으로 과산화수소까지 친환경적으로 만들 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 과산화수소 공급이 가능해 생산 시스템을 단순화할 수 있으며, 과산화수소 수송과 저장에 필요한 비용도 줄어들게 됐다. 또한 고농도 과산화수소가 시간이 지날수록 분해돼 버려지는 것을 막을 수 있다는 장점도 있다.
유니스트 장지욱 교수는 “추가적인 외부 전압과 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 말했다.
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