소파·생수병 원료 친환경 고효율 생산…생산성 8% '업' 작성일 10-23 55 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="6Q37wE6bJt"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b3cb36e6582af496ac31f1dae7a1443a683d4f62a65b5c21a796ae0feed8df09" dmcf-pid="Px0zrDPKi1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="친환경적으로 ‘프로필렌 옥사이드’를 생산하는 자가 구동 시스템이 개발됐다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/dongascience/20251023140151551aqzy.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="8NrC64ZviF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/dongascience/20251023140151551aqzy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 친환경적으로 ‘프로필렌 옥사이드’를 생산하는 자가 구동 시스템이 개발됐다. 게티이미지뱅크 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="68ad1d50ab5a9446ea8615bd1750774acf803a8d482384066306311504bfa768" dmcf-pid="QMpqmwQ9M5" dmcf-ptype="general">일상 소재 원료로 쓰이는 ‘프로필렌 옥사이드’를 친환경적으로 생산하는 자가 구동 시스템이 개발됐다. 프로필렌 옥사이드는 소파·매트리스의 재료인 폴리우레탄, 옷감과 생수병에 쓰이는 폴리에스터 등의 원료다.</p> <p contents-hash="e0d71b5453a6641ac8c8c5d91dad037e2d44f068ac87f11497cb2ecb652b43ac" dmcf-pid="xRUBsrx2MZ" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 곽자훈·장지욱 에너지화학공학과 교수, 조성준 전남대 교수 연구팀이 자체 생산된 과산화수소로 프로필렌 옥사이드를 만드는 자가 구동 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.</p> <p contents-hash="02d6142fe8d8811ef37ab3060a340b08e273868bc525dcfbd641296eb058f35c" dmcf-pid="yIJgp3sAJX" dmcf-ptype="general">프로필렌 옥사이드는 프로필렌을 산화시켜 얻기 때문에 기존 생산 과정에서는 산화제인 과산화수소가 꼭 필요하다. 상용 과산화수소를 이용해 왔다. 현재 과산화수소는 대규모 안트라퀴논 공정을 통해 생산된다. 문제는 이 과정에서 고가의 수소를 대량 사용하며 상당한 양의 유기 폐기물과 이산화탄소를 발생시킨다는 점이다. </p> <p contents-hash="61448d43d2edc63fd6df316ae7c5186e1dc60f5df37f2051b4c7c70981921ff8" dmcf-pid="WCiaU0OcMH" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 시스템의 특징은 오염물질이나 탄소배출 없이 과산화수소를 자체 생산할 수 있다는 점이다. 산소와 포름알데히드라는 물질의 전기화학 반응을 이용하는 원리다. 산소의 두 전자 환원 반응과 포름알데히드 산화 반응을 결합하면 과산화수소뿐 아니라 수소도 실시간으로 생성한다. </p> <p contents-hash="50cd7fbd06dfb1819fd552b899ed496bcc7c48ccc0c9ac4d1196b6f8ff05daf7" dmcf-pid="YhnNupIkiG" dmcf-ptype="general">이렇게 생산된 과산화수소는 시스템 안에 별도로 주입된 프로필렌과 반응해 프로필렌 옥사이드를 만든다. 연구팀은 이 산화 반응에 필요한 촉매의 구조를 새롭게 설계해 생산성을 크게 높였다. 기존 제올라이트 기반 촉매(TS-1)가 염기성 환경에서 활성이 급격히 떨어지는 문제를 해결한 것이다.</p> <p contents-hash="b6faa6f66abc257aa54b60fb5f57ef3aeb4ff3728a340954da93108514d76385" dmcf-pid="GlLj7UCEJY" dmcf-ptype="general">염기성 조건은 과산화수소가 잘 만들어지기 위한 필수 환경이지만, 촉매 활성이 낮으면 이후 단계인 프로필렌 산화 반응은 제대로 일어나지 않아 결국 프로필렌 옥사이드 생산 효율이 떨어지게 된다.</p> <p contents-hash="53e7451297227996db59e021b97d4d2aa2e0e554834deb3ff875f242b95a1696" dmcf-pid="HSoAzuhDiW" dmcf-ptype="general">개발된 시스템을 통해 24시간 동안 1제곱센티미터(㎠) 기준으로 1657마이크로몰(μmol·100만분의 1몰)의 프로필렌 옥사이드를 생산했다. 기존에 개발됐던 친환경 과산화수소 기반 생산 공정보다 약 8배 높은 생산성이다. </p> <p contents-hash="38f5f0245604ee34dcd9c3f64170fcc2fbc506630c77b90c13ab458e3cc9034c" dmcf-pid="Xvgcq7lwiy" dmcf-ptype="general">경제성 분석에 따르면 개발한 시스템은 현재 상용화된 생산 방식보다 프로필렌 옥사이드 <br> 생산 단가를 약 8% 절감(2.168달러/kg)할 수 있다. 복잡한 전처리 과정이나 고온·고압 장비가 필요 없고 외부 에너지를 사용하지 않아 설비 투자비와 운영비를 크게 줄일 수 있기 때문이다. 과산화수소를 현장에서 직접 생산해 사용하므로 운송과 저장비용까지 절약할 수 있다.</p> <p contents-hash="001a03faf67ef9ae54d10b43ecaaca10d9098da79ce4fdcc697bfaccebe5825b" dmcf-pid="ZTakBzSrRT" dmcf-ptype="general">장지욱 교수는 “필요한 곳에 바로 설치해 쓸 수 있는 모듈 단위 공정으로 소규모 현장 맞춤형 생산이 가능해져 대규모 중앙집중식 생산에서 분산형 생산 체계로의 전환을 촉진할 수 있을 것”이라고 말했다. </p> <p contents-hash="4e5a0d1aca431c3467ad1836f07bc81413fa62bb392be5e8427ba552e650bd70" dmcf-pid="5yNEbqvmJv" dmcf-ptype="general">곽자훈 교수는 “기존 제올라이트 촉매의 오랜 기술적 한계를 단계적으로 극복한 사례”라며 “화학 산업을 지금보다 훨씬 친환경적이고 지속 가능하게 만드는 중요한 발판이 될 것”고 밝혔다. </p> <p contents-hash="8bde9bfd06a4265fa3d0c73c2e3b25008706b3bd0d9f5f6bf8105e42e000bea5" dmcf-pid="1WjDKBTsRS" dmcf-ptype="general">연구결과는 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈에 9월 30일 온라인 공개됐다. </p> <p contents-hash="2464692c10cf87ba987771987d97f7c680f46f96ac58bc3da848be0d4a5e6229" dmcf-pid="tYAw9byOdl" dmcf-ptype="general"><참고자료><br> -https://doi.org/10.1038/s41467-025-63828-x</p> <p contents-hash="f852e0262636bdd06d1e1a9984cd3d03ed0abd1e4b7553ff07ed4a014100da03" dmcf-pid="FGcr2KWIJh" dmcf-ptype="general">[이채린 기자 rini113@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 이찬원, 모교 전교생 600명 속였다 “데뷔 후 제일 떨려”(편스토랑) 10-23 다음 과기정통부, 청정수소 기술 실증·사업화 본격 드라이브 10-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
