바닷물로 전기를 저장하고 꺼내 쓸 수 있는 해수전지 상용화를 위한 값싼 촉매 물질을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. UNIST는 에너지화학공학과 이동욱 교수팀이 목재 폐기물에 요소를 첨가해 해수전지용 고성능 촉매를 개발했다고 18일 밝혔다. 이 촉매는 해수전지에 걸리는 과전압을 낮추고 전기를 빠르게 꺼내 쓸 수 있게 반응 속도를 높여 주는 물질이다. 기존에는 백금과 같은 고가의 물질을 촉매로 썼다. 연구팀이 개발한 촉매는 저렴한 리그닌과 요소를 기반으로 한다. 리그닌은 목재의 15∼35%를 구성하는 성분으로, 종이를 만드는 공정이나 바이오 연료 생산 과정에서 남는 부산물이다. 산업 폐수에 주로 있는 요소는 질소를 다량 포함하고 있다. 리그닌을 800도에서 태운 뒤 요소와 같은 온도에서 반응시키면 리그닌 구석구석 질소가 첨가돼 고성능 촉매가 만들어진다고 연구팀은 설명했다. 리그닌을 구성하는 특정 탄소 원자 자리에 대신 들어간 질소는 방전에 필요한 에너지를 크게 낮추는 것으로 나타났다. 연구팀이 이 촉매를 해수전지 전극에 입혀 실험한 결과 백금 촉매와 비슷한 성능을 보였다. 과전압은 백금 촉매보다 더 낮은 값을 보였다. 과전압이 낮을수록 충전시킨
헬로티 조상록 기자 | 코오롱인더스트리는 버려진 나무를 원료로 친환경 접착용 수지를 개발해 특허를 출원했다고 6월 9일 밝혔다. 코오롱인더스트리는 목재로 펄프를 만들 때 생기는 부산물에서 추출되는 고분자화합물인 '리그닌( (Lignin·목질소)'을 원료로 친환경 접착용 수지 '리그닌 수지'를 개발했다. 현재 리그닌은 산업적으로 활용되지 못하고 대부분 제조 공정 과정에서 폐기된다. 석유화학 원료와 비교하면 생산 공정상 이산화탄소 감축 효과가 있고, 유독성 원료를 대체할 수 있는 친환경 원료로 성장 가능성이 높다. 코오롱인더스트리는 바이오매스(생물자원) 연구를 기반으로 2년여의 실험 끝에 기존 석유화학 원료를 대체할 리그닌 수지를 개발했다. 리그닌이 접착성분을 함유하고 있으나 다른 물질과 쉽게 섞이지 않는 화학적 결합의 어려움이 있었지만, 기존 페놀수지 생산 노하우를 적용해 개발에 성공했다. 코오롱인더스트리는 김천2공장의 기존 수지 설비를 활용해 리그닌 수지를 생산할 예정이다. 올해 하반기부터 판매를 목표로 한다. 코오롱인더스트리는 최근 친환경 생분해 플라스틱인 'PBAT', 재활용 플라스틱 원료를 사용한 'PCR PET 필름'을 개발·상용화한 데 이어 리그닌
[첨단 헬로티] 폐목재 등에 많이 포함된 ‘리그닌’은 차세대 바이오 소재로 주목받는 물질이다. 그동안은 리그닌 분자가 다른 재료와 잘 섞이지 않아 상업적 활용이 어려웠는데, 이 문제를 풀 수 있는 정량적 연구결과가 나왔다. 이동욱 에너지 및 화학공학부 교수팀은 리그닌 분자의 뭉침과 퍼짐을 결정하는 힘이 ‘소수성 상호작용’이라는 것을 밝혀내고, 이를 조절할 방법을 제시했다. 리그닌을 다른 물질과 섞어서 유용한 물질로 만들 때, 경험에만 의존하는 게 아니라 정확한 정량적 지표를 활용할 수 있게 된 것이다. ▲ 이동욱 교수팀은 아주 가까운 거리간의 힘을 측정할 수 있는 SFA 장비를 이용해 리그닌 분자의 응집력을 결정하는 힘을 밝혀내고, 이를 조절할 방법을 제시했다. <사진 : UNIST> 리그닌은 목재의 30~40%를 차지하는 고분자 물질로, 식물 세포벽의 주성분이다. 바이오 연료나 종이를 생산하는 과정에서 많이 나오며, 연간 생산량이 약 5000만 톤에 이르지만 대부분 폐기되거나 단순한 땔감으로 사용됐다. 최근에는 리그닌의 환경적·경제적 가치에 주목해 바이오 연료나 바이오 플라스틱, 분산제, 접
[첨단 헬로티] 버려진 목재를 비롯한 식물 폐기물을 효과적으로 분해한 뒤 고부가가치 물질로 바꿀 수 있는 ‘융합촉매 시스템’이 개발됐다. 이 시스템은 석유화학제품의 원료를 뽑아낼 새로운 친환경 기술로 주목받고 있다. 버려진 목재로 유용한 화학물질 만드는 ‘융합촉매’ UNIST(총장 직무대행 이재성) 에너지 및 화학공학부의 장지욱·김용환·주상훈 교수팀은 폐목재 등에 많이 함유된 ‘리그닌(Lignin)’을 태양광 에너지를 이용해 고부가가치 화합물로 바꿀 ‘광·전기·생물촉매 시스템(융합촉매 시스템)’을 개발했다. 세 가지 촉매가 서로 연결돼 작동하면서 추가 전압이나 시약 없이도 리그닌을 연속적으로 분해한다는 게 큰 장점이다. 태양광 에너지에서 전기를 얻고(광촉매), 이 전기로 과산화수소를 생산하며(전기촉매), 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화 시키는 원리이다. 리그닌을 비롯한 바이오매스(Biomass)는 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 늘리지 않으면서도 화석연료나 석유 화합물을 대체할 수 있는, 자연에서 가장 풍부한
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