햇빛·산소로 車내장재·화장품 원료 만든다

유니스트, 산화프로필렌 개발

곽자훈 교수(왼쪽부터), 장지욱 교수, 주상훈 교수

유니스트(UNIST·울산과학기술원) 연구팀이 햇빛과 산소를 이용해 자동차 내장재나 화장품 원료를 합성하는 촉매시스템을 개발했다.

유니스트는 곽자훈·장지욱(에너지화학공학과), 주상훈(화학과) 교수팀이 세 종류 촉매가 연속 반응해 프로필렌을 산화하도록 설계된 ‘3종 촉매 융합시스템’을 개발했다고 9일 밝혔다.

산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로 수요가 꾸준히 증가하고 있는 석유화학 원료다. 가장 풍부하고 값싼 산소를 사용해 산화프로필렌을 합성하는 촉매기술은 석유화학 분야 난제 중 하나였다. 산소는 원하는 대로 반응하지 않기 때문이다.

연구진이 개발한 시스템은 유해물질 배출 없이 태양광 에너지와 산소만으로 과산화수소를 생산해 산화프로필렌을 만든다. 시스템에는 3종류의 촉매반응을 정교하게 제어하는 기술이 쓰였다. 시스템 내의 광촉매는 물 속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 만들고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만든다. 이렇게 만들어진 과산화수소는 불균일촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응, 산화프로필렌을 합성한다. 산화프로필렌 생산 효율은 94%였다. 또 이 시스템은 실시간으로 과산화수소를 공급할 수 있어 생산시스템을 단순화할 수 있다는 장점이 있다.