UNIST는 에너지화학공학과 장지욱 교수팀이 KAIST 서동화 교수, 미국 스탠퍼드대학교 토머스 하라미요 교수팀과 함께 바이오디젤 부산물인 글리세롤을 이용해 전기나 태양광 에너지 없이도 그린 과산화수소를 생산하는 시스템을 개발했다고 10일 밝혔다.
연구진이 개발한 생산 시스템은 오염물, 이산화탄소 배출이 없을 뿐만 아니라, 전기, 태양광 같은 외부에너지조차 쓰지 않고 과산화수소를 생산할 수 있다. 글리세롤의 화학에너지를 이용하기 때문이다. 양극에서 글리세롤이 자발적으로 산화돼 글리세르산으로 바뀌면서 전자를 내놓고, 이 전자가 음극으로 이동해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만드는 방식이다. 이동 과정에서 전기가 나온다. 연구진은 시스템 양극에 비스무트가 코팅된 백금 촉매를, 음극에는 탄소나노튜브를 적용해, 글리세롤 산화와 산소 환원 반응이 이론적으로 가능한 최대 전위차에서 일어나도록 설계했다.
실험 결과 이 시스템은 1분당 1㎠ 면적에서 약 8.475 마이크로몰의 과산화수소를 만들었다. 이는 안트라퀴논 공정의 단위 면적당 생산 속도와 유사한 수준이다.
또 글리세롤이 글리세르산으로 전환되는 반응은 74%의 높은 반응 선택도 기록했다. 글리세르산은 제약, 화장품, 생분해성 고분자 소재로 활용되며, 글리세롤보다 경제적 가치가 약 3000배 높은 것으로 추산된다.
이다예기자 ties@ksilbo.co.kr
저작권자 © 울산일보 무단전재 및 재배포 금지
