플라스틱 제조 촉매에 쓰는 백금 사용량 100분의 1로 줄여…"해외선 실용화 추진" 작성일 05-12 69 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, "실증·상용화 관심 있지만 공정 등 분야 산넘어산"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="b1YZ6cTNkU"> <p contents-hash="6ead7e9ca1b7193c4a4d6e2930bdb49ee0ec134f8be76662826e06443a9b6a52" dmcf-pid="KtG5Pkyjjp" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>KAIST가 기존대비 100배이상 효율이 좋고 경제적인 플라스틱 제조 촉매를 개발했다. 실증과 상용화에도 연구팀은 관심이 있지만, 쉬워 보이진 않는다.</span></p> <p contents-hash="703455027d53b6b8225948a742be0efabaf4558d352862a42224a626139b225b" dmcf-pid="9FH1QEWAA0" dmcf-ptype="general">이 촉매는 플라스틱이나 섬유, 자동차 부품, 전자제품 등을 생산하는데 반드시 들어가는 프로필렌을 저렴하고 효율적으로 생산할 것으로 기대됐다.</p> <p contents-hash="00c57df48784251c918bcd06d399da9a405285d58786031169592428fad22451" dmcf-pid="23XtxDYcg3" dmcf-ptype="general">기존 프로필렌 제조에는 백금 촉매가 꼭 필요하다. 백금은 무색·무취의 가연성 기체인 프로판에서 프로필렌으로 변환하는 활성이 뛰어나 원료비가 비싸지만, 주로 사용한다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a54baea21f7d80cbdbe647bbbad05efb2ae7f4fb54690f02cc78e60da9a17f7e" dmcf-pid="VnMJlUP3kF" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="신개념 촉매를 개발한 KAIST 연구진. 왼쪽부터 생명화학공학과 최민기 교수, 이수성 연구생(박사과정)이다.(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/12/ZDNetKorea/20250512100636938grqx.jpg" data-org-width="639" dmcf-mid="qxJSBimej7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/12/ZDNetKorea/20250512100636938grqx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 신개념 촉매를 개발한 KAIST 연구진. 왼쪽부터 생명화학공학과 최민기 교수, 이수성 연구생(박사과정)이다.(사진=KAIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="e7e5bc7f90e9e6c043cd5d0042c1430d32c2059c7e095b222363831957d17737" dmcf-pid="fLRiSuQ0gt" dmcf-ptype="general">KAIST 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀은 이 백금을 기존 대비 최소 100분의 1만 사용하면서도 성능은 더 뛰어난 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다.</p> <p contents-hash="a15ec13e64531f283274f30057d2092b43f2d944644013a26e3f8d91e8300fb0" dmcf-pid="4oenv7xpN1" dmcf-ptype="general">연구팀은 백금이 극소량 첨가된 갈리아-알루미나 촉매를 이용, 프로판 탈수소화(PDH) 반응에 적합한 최적의 촉매 구성을 찾았다.</p> <p contents-hash="68aa3839009bb85214635e2b139dd0c59284012a6ac19de9e94f9b90a82831ab" dmcf-pid="8gdLTzMUa5" dmcf-ptype="general">촉매 활성과 안정성을 높이기 위해 백금과 갈륨 역할을 정밀하게 분석하고, 두 촉매 기능이 최적의 균형을 이루는 조건을 도출했다.</p> <p contents-hash="8ce85587710d516404d7f7a75f3c5e0971ba37e160bc32100ab54ef0f1c6e583" dmcf-pid="6aJoyqRuaZ" dmcf-ptype="general">이 촉매에서 갈륨은 프로판의 탄소와 수소 결합을 끊는 역할을 한다., 백금은 생성된 수소 원자들을 재결합시켜 수소기체로 방출한다.</p> <p contents-hash="592d1e325d8d3b2fb1e6e36c9afdab2c0ab2bf527a1d8c62a0b87d450dc6e4b2" dmcf-pid="PNigWBe7NX" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 두 기능이 특정 비율을 유지할 때 최적의 프로판 탈수소화 반응 성능을 보이는 것을 확인했다. 또 촉매 장기 안정성을 개선하기 위해 세륨 도핑 기술을 적용했다. 세륨은 촉매 표면에서 백금 입자의 응집을 억제, 소결을 방지한다.</p> <p contents-hash="a451e3a7fa4aba836aa848c2feb421d9db9666cb4837872ba2a85112f6ec606c" dmcf-pid="QjnaYbdzjH" dmcf-ptype="general">연구팀은 이런 방식으로 촉매를 만든 결과 촉매 1g당 백금 사용량이 기존 방식은 1만~7천ppm(0.7%)이지만, 이들은 100ppm(0.01%)만으로도 더 높은 활성을 나타냈다고 설명했다.</p> <p contents-hash="cd4a84b3a13c2bd80db66ae00900327817c07ec612a9f2c67eba178208d8e765" dmcf-pid="xALNGKJqaG" dmcf-ptype="general">또 이 촉매는 20회 이상 반응-재생 주기에서도 높은 활성을 유지했다.</p> <p contents-hash="d8557c41258ec31acd243f7d62cb2d6e3c1e49f7376f632bd3b22e7e93903168" dmcf-pid="yU10emXDNY" dmcf-ptype="general">생명화학공학과 이수성 연구생(박사과정)은 "촉매 생산 효율과 내구성이 좋아 기존 상용 프로판 탈수소화 공정에서 사용되는 촉매를 대체할 것으로 기대한다"고 말했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f2fffcebc61550057606e131b65543e2658783428efafe2106f38da6673295e5" dmcf-pid="WutpdsZwgW" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="갈륨(Ga)과 백금(Pt) 간 촉매 협업 작용을 나타낸 모식도.(그림=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/12/ZDNetKorea/20250512100638264dloq.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="BaKfkGqyou" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/12/ZDNetKorea/20250512100638264dloq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 갈륨(Ga)과 백금(Pt) 간 촉매 협업 작용을 나타낸 모식도.(그림=KAIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="6f36485c17c6b112b7d3823c82ec1924cf4c9a12c82708e241d15b5e521a7056" dmcf-pid="Y7FUJO5rjy" dmcf-ptype="general">최민기 교수는 “이번 연구는 백금 사용량을 획기적으로 줄이면서도 성능을 유지하거나 오히려 향상시킬 수 있다는 가능성을 제시했다”며 “촉매 비용 절감, 교체 주기 감소, 폐촉매 감소 등 경제적·환경적 효과를 동시에 기대할 수 있다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="da38d752e7d6adadab1878bb3023729d3ae909572cf30e24e3db8a8ce713eecb" dmcf-pid="Gz3uiI1mNT" dmcf-ptype="general">최 교수는 "공정 등의 분야에서 어려움이 많긴 하지만 향후 대규모 공정 실증과 상업화 가능성도 검토할 예정"이라며 "일부 해외 기업은 실용화 단계에 도달한 것으로 보인다"고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="2b9c9b37c0e50fe13cb3401009f8f3655027549f67ed7475114a1a46575d1086" dmcf-pid="H5WX8AvaNv" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 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