2033년 25억 달러 시장, 화학원료 HMF…친환경·고효율로 더 쉽게 만든다 작성일 07-10 12 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">생기원 등 공동연구팀, 관련 촉매기술 내놓아</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="8iwJLxzTNg"> <p contents-hash="c267ed853ac908bd579d18374407fbad1a85a775a27f2ca99ef98920e7cb0564" dmcf-pid="6nrioMqyoo" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 고부가가치 화학원료인 HMF를 더 쉽게 만들 수 있는 방법이 나왔다. 국내 공동 연구팀이 HMF를 친환경·고효율로 전환하는 촉매기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="468aec9ee257493db218ac2e3e796bff41e0d88b8dff133a298574b71797e7e2" dmcf-pid="PLmngRBWcL" dmcf-ptype="general">한국생산기술연구원(원장 이상목)이 서울대, 한국기술대와 함께 5-하이드록시메틸푸르푸랄(5-HMF, HMF)을 더 쉽고 안정적으로 생산할 수 있는 촉매 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="8f79d03add2a82ba524462363a75c817d2afbb070bba2a398d3d2d7be8a27ecf" dmcf-pid="QosLaebYkn" dmcf-ptype="general">HMF는 바이오매스를 고부가가치 화학소재로 전환하기 위해 사용하는 중간 물질이다. 연평균 9.5% 성장세를 보이며 2033년에는 전 세계 HMF 시장 규모(Verified Market Reports)가 25억 달러를 넘어설 것으로 전망되고 있다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="efa25965b1a01762a9ec470e40921955d1010f3b289c2e4eeeacb1339884e9ad" dmcf-pid="xgOoNdKGci" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="생기원 연구팀이 서울대, 한기대 연구팀과 함께 고부가가치 화학연료인 HMF를 친환경·고효율로 제조할 수 있는 신 촉매기술을 개발했다. [사진=생기원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/10/inews24/20250710111216323evek.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="4wo4PK5rga" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/10/inews24/20250710111216323evek.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 생기원 연구팀이 서울대, 한기대 연구팀과 함께 고부가가치 화학연료인 HMF를 친환경·고효율로 제조할 수 있는 신 촉매기술을 개발했다. [사진=생기원] </figcaption> </figure> <p contents-hash="caee7625c81517eab97af9389bae828a822f58b5f5b6174f77491f6a1056e83d" dmcf-pid="yF2t0HmeaJ" dmcf-ptype="general">생기원 저탄소전환연구부문 백자연 수석연구원과 서울대 재료공학부 한정우 교수, 한기대 에너지신소재화학공학과 김태용 교수 공동 연구팀은 HMF의 전환 효율과 안정성을 높일 수 있는 새로운 촉매를 10일 개발했다.</p> <p contents-hash="5675df3f28359c24876d00efa4e3ffdd0f6fa15012b388e90198ffea1f845a14" dmcf-pid="W3VFpXsdgd" dmcf-ptype="general">HMF는 바이오매스에서 얻은 과당(Fructose), 포도당(Glucose) 등의 단당류 물질에 촉매를 이용해 만든다.</p> <p contents-hash="7ed6055c2a8464b1d60a3120a4739de3f0131cfb6a5b265065d9f3fea8def7b3" dmcf-pid="Y0f3UZOJce" dmcf-ptype="general">과당은 고온에서 산성 촉매를 쓰면 쉽게 HMF로 바뀌는데 반응 과정에서 국소적으로 급격하게 온도가 오르거나, 생성된 부산물이 촉매 표면을 막아 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다.</p> <p contents-hash="29d823ad5404231ed26e4115cae854f811293a10727d085de9fd20c8d72b173b" dmcf-pid="Gp40u5IicR" dmcf-ptype="general">공동 연구팀은 고온·장시간 반응에서도 과당을 안정적으로 HMF로 전환할 수 있는 새로운 고체산 촉매를 개발해 문제를 해결했다.</p> <p contents-hash="8b7d2ea624d61104802fb2891578c3fb8570893c48ab9cf6039f77bf1046f133" dmcf-pid="HU8p71CnkM" dmcf-ptype="general">개발된 촉매는 ‘수계 자기 회복 메커니즘’을 갖춰 반응 중 생성된 물이 자발적으로 손상된 구조를 복원하기 때문에 고온에서도 장시간 활성화 가능하다.</p> <p contents-hash="f40ba0239b82005a6a7aed82c33e91c142c7fc9f904584fe8eaff0e9b0f9ae1e" dmcf-pid="Xu6UzthLNx" dmcf-ptype="general">실험 결과 72시간 연속 반응할 때 기존 촉매의 HMF 전환 수율 57%보다 16% 높은 83% 수율을 안정적으로 유지했다.</p> <p contents-hash="afdbb35a85ffd94169b9dca31642c4931be6a5d676fad100f95d76e1443d96ea" dmcf-pid="ZC5IlwJqAQ" dmcf-ptype="general">포도당의 경우 반응성이 낮아 강한 산성 촉매를 써야 하는데 반응 중 강산이 생성돼 장비를 부식시키고, 촉매 회수도 어려워 폐촉매와 폐수 처리의 부담이 있다.</p> <p contents-hash="2e3260f088aeaab7f52db62c31fc2dbb9520156b54c6963d94eecf57e77f3251" dmcf-pid="5h1CSriBcP" dmcf-ptype="general">연구팀은 강한 산성 물질을 쓰지 않고도 포도당을 HMF로 전환시킬 수 있는 친환경 촉매를 개발해 장비 부식과 폐촉매 문제를 동시에 해결했다.</p> <p contents-hash="c27c9177137e7685e233f44b9b8dbd9d78c7cc00062fbea668a85e1716d4586d" dmcf-pid="1lthvmnbk6" dmcf-ptype="general">개발된 촉매는 반응 중 액상 상태로 균일하게 퍼져 포도당과 잘 섞이기 때문에 기존 촉매보다 20%가량 높은 83.8% 수율로 HMF 전환이 가능하다.</p> <p contents-hash="79e3983d8a78fe152c28706dac16401f92ab0943aeaf12d0247ab4edde2eeafb" dmcf-pid="tSFlTsLKc8" dmcf-ptype="general">반응 후에는 고체로 변해 99% 이상 회수할 수 있다. 정제 과정 없이도 5회 재사용한 실험에서 HMF 수율 95% 수준을 유지했다.</p> <p contents-hash="b586f688fea20c840ba7cefe5bc18f88dc6ad4dfaf2e3a378e4fdcfb8d2f61ba" dmcf-pid="Fv3SyOo9o4" dmcf-ptype="general">연구팀은 특히 새로운 촉매를 활용한 실험 과정에서 포도당이 ‘2,5-안하이드로만노스(AHM)’라는 물질을 거쳐 HMF로 전환되는 반응 경로를 최초로 규명했다. 기존에는 포도당을 먼저 과당으로 바꾼 뒤 다시 HMF로 전환하는 두 단계 공정을 거쳐야 했다.</p> <p contents-hash="381732106ef4bf695bed871f59612c8d5eeeb4ae7d6101a5887d3b4bc18bc05a" dmcf-pid="3T0vWIg2kf" dmcf-ptype="general">연구팀은 포도당에서 AHM이 형성되는 현상을 포착, 과당 전환 없이 단일 반응으로 HMF를 생산할 수 있는 새로운 경로를 밝혀내 공정 시간과 비용까지 줄일 수 있게 됐다.</p> <p contents-hash="f781c0893a3d1785dd23a39644d163ae2581900ede564ec735eaf2281fe05426" dmcf-pid="0ypTYCaVkV" dmcf-ptype="general">생기원 백자연 수석연구원은 “개발된 촉매는 친환경적이면서도 높은 수율로 HMF를 얻을 수 있고 5회 이상 촉매 재사용도 가능하다”며 “후속 연구를 통해 친환경 바이오 플라스틱, 윤활유 등 부가가치 높은 응용 제품의 실증과 기술이전을 추진할 계획”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="a0d202b3c05944247eb2bd79f132afac81a4b0e0769e9c4d112f9069c2c46ba1" dmcf-pid="pWUyGhNfj2" dmcf-ptype="general">연구 성과는 환경공학 분야 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal(2025년 3월)’, ‘Applied Catalysis B: Environmental and Energy(2025년 6월 온라인판)’에 각각 실렸다.</p> <address contents-hash="7c079c562fbf21c89274d481ec7abb2f47acabc052fb88774f0fe71af25c24f7" dmcf-pid="UYuWHlj4g9" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "피싱·스미싱 겁나면 언제든 LGU+ 매장에 들어오세요" 07-10 다음 태권도진흥재단, 아시아 최초 '버추얼 태권도 자격 과정' 진행 07-10 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.