우리 주변에 흔한 타이타늄(Ti) 촉매를 활용해 플라스틱, 의약품 원료로 사용되는 올레핀 합성에 성공했다. 석유화학산업 분야 주요 소재인 올레핀은 800도 고온으로 석유를 증기 분해해 제조하는 과정에서 매우 높은 열과 에너지가 투입되고 이산화탄소 등 온실가스가 발생하는 문제가 뒤따랐다.
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| 타이타늄 촉매를 활용한 탈수소반응 메커니즘. 기초과학연구원 제공 |
기초과학연구원(IBS)은 분자활성 촉매반응 연구단 백무현 부연구단장과 마노즈 마네 연구위원이 계산화학을 통해 타이타늄을 최적의 촉매로 선택해 탄화수소의 수소를 선택적으로 없애는 탈수소반응을 구현했다고 29일 밝혔다. 이로써 종전 공정과 비교해 10분의 1 정도 낮은 온도(75도)에서 올레핀을 합성할 수 있게 됐다.
화학자들은 석유와 천연가스 등 탄화수소 화합물을 가공하거나 분해할 때 열과 에너지를 적게 사용하고, 환경오염이 덜한 화학반응을 구현하기 위해 다양한 촉매반응을 연구해왔다.
백 부단장은 "이리듐은 반응성이 크지만 값이 비싸고 구하기 어렵다. 반면 타이타늄은 저렴하고 구하기 쉬워 타이타늄 촉매의 반응성과 효율성을 높인다면 올레핀 합성공정의 비용이 줄어들 것"이라고 말했다.
이 연구 결과는 지난 27일 '국제학술지 네이처 케미스트리'에 실렸다.
오상준 기자
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