“버려진 페트병이 화학원료로 변신”…韓 연구진, 전환 효율 86% 촉매 개발 작성일 10-22 18 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 기초지원연·경상국립대, 폐페트병 성분을 포름산염 전환 고효율 촉매 개발<br>- 300시간 안정적 성능 유지, 폐플라스틱 재활용·고부가가치 자원화 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="4Wqcp6vmH3"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c97923e1cf0c4ec7741751421e8bbb497803a76d126754a5d03936603ff06f70" dmcf-pid="8YBkUPTs1F" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="폐페트병에서 얻은 에틸렌글리콜을 포름산염으로 전환하는 모식도(챗GPT 생성).[KBSI 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/ned/20261022131741784emus.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="VgfsbdXSGp" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/ned/20261022131741784emus.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 폐페트병에서 얻은 에틸렌글리콜을 포름산염으로 전환하는 모식도(챗GPT 생성).[KBSI 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="2e58658f45730819e4f122e5e9287485dfdbedb5bcbe4f58e0e386146ae57988" dmcf-pid="6GbEuQyO1t" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 버려진 페트병을 산업적으로 활용할 수 있는 유용한 화학원료로 바꾸는 고효율 촉매가 개발됐다. 폐페트병에서 얻은 성분을 화학원료로 전환하는 데 사용된 전하의 약 86%를 활용하면서 300시간 동안 안정적인 성능까지 입증했다.</p> <p contents-hash="8b474337f039f2952aacc64ed4680c2e74cc488af54b1ade258100052d836784" dmcf-pid="PHKD7xWIt1" dmcf-ptype="general">한국기초과학지원연구원(KBSI)은 진종성 박사 연구팀이 경상국립대학교 최명룡 교수, 국립타이완과학기술대학교 장즈창 교수 연구팀과 공동으로 폐페트병에서 얻은 에틸렌글리콜을 포름산염으로 전환하는 고효율 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.</p> <p contents-hash="d688f2b26be2726fdeabc7e617ac1de8b5351a7cfd4ffbea0b583dd2691efca3" dmcf-pid="Q4Ntns2uH5" dmcf-ptype="general">폐페트병을 화학적으로 분해하면 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 얻을 수 있다. 테레프탈산은 다시 플라스틱 제조에 활용할 수 있지만, 에틸렌글리콜은 물과 잘 섞이고 끓는점이 높아 분리·회수에 어려움이 있었다.</p> <p contents-hash="75211085e23a9c9cf7e3bfb6d7c64d5ea55fbb8b128add1d52aa56555e819c08" dmcf-pid="x8jFLOV7tZ" dmcf-ptype="general">연구팀은 에틸렌글리콜을 별도로 분리하는 대신 산업용 화학원료인 포름산염으로 전환하는 방법에 주목했다. 포름산염은 다양한 화학제품 제조에 활용할 수 있어 폐플라스틱의 자원 가치를 높일 수 있다.</p> <p contents-hash="7fca20b57f5b301f9400eaa9e481517252e609285fce3b1e8661c741b3fe9e5d" dmcf-pid="ylpg12IkZX" dmcf-ptype="general">연구팀은 얇은 판 형태의 산화니켈(NiO) 표면에 루테늄(Ru) 원자를 하나씩 고정한 ‘단일원자 촉매’를 개발했다.</p> <p contents-hash="f326bb498a1432b65e6242970a0c249bf6be92684a1daf288e68f72382dbc5ac" dmcf-pid="WSUatVCEYH" dmcf-ptype="general">이 촉매는 이산화탄소 레이저를 약 10분간 조사하는 방식으로 제작했다. 특히 루테늄 원자와 산화니켈이 맞닿는 부분에서 화학반응이 활발하게 일어나도록 설계한 것이 특징이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="545084376bc0313f8647c9938d3aaa3a868840391ded99e8ccd72c5a90c68739" dmcf-pid="YvuNFfhDtG" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KBSI 영남권센터에 구축된 하이브리드 이차이온질량분석기.[KBSI 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/ned/20261022131742041xpoy.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="f4w7AvQ950" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/ned/20261022131742041xpoy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KBSI 영남권센터에 구축된 하이브리드 이차이온질량분석기.[KBSI 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="dd67c46148c86e385b5ea8576cb32a6fd53e9cde237b49038df09f70157ed959" dmcf-pid="GT7j34lwYY" dmcf-ptype="general">촉매의 작동 원리를 밝히기 위해 KBSI 영남권센터의 첨단 분석장비인 ‘하이브리드 이차이온질량분석기(Hybrid SIMS)’를 활용했다.</p> <p contents-hash="4861f2f22b2d3f03c9c2f72b9f20d602adfdc09472e6bcd8aa4e3dc449657782" dmcf-pid="HyzA08SrGW" dmcf-ptype="general">이를 통해 촉매 표면에 존재하는 물질의 종류와 분포를 정밀 분석하고, 화학반응 도중 생성되는 중간물질을 확인했다.</p> <p contents-hash="0bba265ba60185f5769aca5aa75af6081be88503a589900ae2ca7eb101ec91d7" dmcf-pid="XWqcp6vm1y" dmcf-ptype="general">분석 결과 에틸렌글리콜에서 수소가 순차적으로 떨어져 나가고 탄소와 탄소 사이의 결합이 끊어지면서 포름산염이 생성되는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="cc265443b21550900249f56773ecfc47f8e7d2fee2c89abb85247ff9f0759545" dmcf-pid="ZYBkUPTs5T" dmcf-ptype="general">특히 루테늄과 산화니켈이 맞닿은 부분이 반응 중간물질을 안정적으로 붙잡아 포름산염 생성을 촉진한다는 사실을 규명했다.</p> <p contents-hash="ab79c2689c7623a55078b906bf66a5058310f848e9c544a102fc20ee5ce219ba" dmcf-pid="5GbEuQyOGv" dmcf-ptype="general">개발된 촉매는 포름산염 전환 실험에서 패러데이 효율 86.37%를 기록했다. 이는 화학반응에 사용된 전체 전하 중 약 86%가 실제 포름산염 생성에 활용됐다는 의미다.</p> <p contents-hash="da8d7d9f8a3da0c33dfca05475dec17f73ff670b78752d5fdada9274befe0720" dmcf-pid="1HKD7xWItS" dmcf-ptype="general">실제 폐페트병을 분해한 용액을 이용한 실험에서도 25시간씩 12차례, 총 300시간 동안 안정적인 촉매 성능을 유지했다.</p> <p contents-hash="93c59a88f3ba14c2fd3a17eb3975a00d74f4198ed62d4f51aaba2e3467410648" dmcf-pid="tIFnXbmjtl" dmcf-ptype="general">이번 연구는 폐플라스틱을 유용한 화학원료로 전환하는 기술뿐 아니라 촉매 표면에서 일어나는 반응 과정을 정밀하게 규명해 향후 고성능 촉매 설계의 기반을 마련했다는 점에서 의미가 있다.</p> <p contents-hash="fd9e6d80b45c817c84307c80aab4ced81e5a4528f526f6b45ac21edce6c57ee3" dmcf-pid="FC3LZKsAth" dmcf-ptype="general">진종성 KBSI 책임연구원은 “촉매 표면의 반응 중간물질을 분석해 에틸렌글리콜이 포름산염으로 전환되는 과정을 설명할 근거를 확보했다”며 “다양한 친환경 촉매의 작동 원리를 밝히고 설계 방향을 제시하는 데 분석 기술을 활용하겠다”고 말했다.</p> <p contents-hash="f500476bd29d5895924957f2e69307fa841c4333926d6c6a3ae0932eaca7ba42" dmcf-pid="3h0o59OctC" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition)’ 10월 5일 온라인판에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 과기정통부, 'PHP 취약점' 비상대응 체계 가동…"보안 업데이트 시급" 10-22 다음 국감에서 다시 부각된 통신사 해킹 은폐...추가 제재 가능성도 언급 10-22 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
