▲ UNIST 등 국내 연구진이 외부 전기 없이 한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드를 생산하는 자가 구동 시스템을 개발했다. 국내 연구진이 소파·매트리스, 옷감, 생수병 등 일상 소재의 원료인 ‘한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드’를 전기나 태양에너지 없이 친환경적으로 생산하는 자가 구동 시스템을 구현했다. 기존 공정 대비 생산성을 높이고 단가를 절감할 수 있어, 향후 다양한 하위 산업의 원료 공급 안정성과 경제성 향상에 기여할 것으로 기대된다.
UNIST는 에너지화학공학과 곽자훈·장지욱 교수와 전남대학교 조성준 교수 연구팀이 자체 생산된 과산화수소로 한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드(PO)를 만드는 자가 구동 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.
한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드는 소파·매트리스의 폴리우레탄, 옷감과 생수병의 폴리에스터, 한국-no-1-온라인카지노필렌 글리콜 등 고부가가치 화학물질 생산에 광범위하게 활용되는 일상 소재의 핵심 원료이자 중간체다.
한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드는 한국-no-1-온라인카지노필렌을 산화시켜 얻기 때문에 생산 과정에서 산화제인 과산화수소가 꼭 필요하다. 이번에 개발한 시스템은 상용 과산화수소 생산 공정과 달리 오염물질이나 탄소배출 없이 과산화수소를 자체 생산할 수 있다.
산소와 포름알데히드라는 물질의 전기화학 반응을 이용하는 원리인데, 이 두 반응의 에너지 높낮이 차 덕분에 외부 전기나 태양광 없이도 자발적으로 작동한다.
생산된 과산화수소는 시스템 안에 별도로 주입된 한국-no-1-온라인카지노필렌과 반응해 한국-no-1-온라인카지노필렌 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. 염기성 조건은 과산화수소가 잘 만들어지기 위한 필수 환경이지만, 촉매 활성이 낮으면 이후 단계인 한국-no-1-온라인카지노필렌 산화 반응은 제대로 일어나지 않아 결국 한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드 생산 효율이 떨어지게 된다.
개발된 시스템은 24시간 동안 1제곱센티미터(㎠) 기준으로 1,657마이크로몰(μmol)의 한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드를 생산했다. 이는 기존에 개발됐던 친환경 과산화수소 기반 생산 공정보다 약 8배 높은 생산성이다. 또 공정 중에 청정에너지 자원인 수소(H₂)도 함께 생산된다.
경제성 분석에 따르면, 이 시스템은 현재 상용화된 생산 방식보다 한국-no-1-온라인카지노필렌 옥사이드 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.
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.
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 전했다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)의 STEAM 연구사업과 기초과학연구원(IBS)의 지원을 받아 수행됐으며, UNIST 연구장비교육·지원처와 포항가속기연구소(PAL) 6D UNIST-PAL 빔라인의 장비 지원을 받았다. 또한 연구결과는 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈에 9월 30일 온라인 공개됐다.