화학뉴스

국내 연구진이 PO(Propylene Oxide)를 친환경 합성하는 촉매 시스템을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 곽자훈·장지욱, 화학과 주상훈 교수 연구팀은 유해물질 배출 없이 태양광 에너지와 산소만으로 PO를 합성하는 3종 촉매 융합 시스템을 개발했다.
PO는 나프타(Naphtha)에서 프로필렌(Propylene)을 얻은 뒤 산화시켜 합성하며 염소를 사용하고 있다.
최근 환경규제가 강화되면서 염소 대신 과산화수소를 산화제로 사용하는 공법이 상용화됐으나 과산화수소 공정도 친환경적이지 못하다는 지적을 받고 있다.
연구팀은 시스템 개발을 위해 3종 촉매 반응을 정교하게 제어하는 기술을 사용했다.
광촉매가 물속에서 햇빛을 받아 전기를 생산하고 전기화학 촉매가 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들면 과산화수소가 불균일촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응하면 PO가 합성된다.
개발된 시스템은 94%의 효율로 PO를 생산했다.
특히, 연구팀이 개발한 시스템은 과산화수소까지 친환경적으로 만들 수 있고 실시간으로 공급이 가능해 과산화수소 수송과 저장에 필요한 비용이 줄어든다는 장점이 있다.
장지욱 교수는 “추가적인 외부전압과 고가의 화합물 없이 태양광으로 작동하는 PO 합성 시스템을 최초로 선보였다는 점에서 의미가 크다”며 “광촉매 성능을 더 개선한다면 상업적으로도 큰 가치가 있을 것”이라고 강조했다.
연구 결과는 촉매 분야 학술지인 네이처 카탈리시스(Nature Catalysis) 표지 논문으로 선정돼 정식 출판을 앞두고 있다.
연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업, 미래소재디스커버리사업, 선도연구센터사업과 포스코사이언스펠로쉽 과제 등의 지원을 받아 이루어졌다. (K)