UNIST(총장 이용훈)는 고부가가치 석유화학 원료인 산화프로필렌을 합성하는 '3종 촉매 융합 시스템'을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구는 곽자훈·장지욱 에너지화학공학과 교수팀과 주상훈 화학과 교수팀이 공동연구했다.

산화프로필렌은 자동차 내장재나 화장품·의약품의 기초 원료로 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 산화프로필렌을 얻기 위해서는 원유 납사에서 프로필렌을 얻은 뒤 이를 산화시켜 합성하는데, 가장 값싸고 친환경적인 산화제인 산소와는 원하는 데로 반응하지 않아 유해 물질인 염소를 써 생산해 왔다. 최근 환경 규제강화로 염소 대신 과산화수소를 산화제로 쓰는 공법이 상용화됐지만 친환경적이지 못해 유해 물질을 배출하는 문제가 있다. 

교수팀은 3종류 촉매의 반응을 정교하게 제어해 문제를 해결했다. 시스템 내의 광촉매는 물속에서 햇빛을 받아 전기(전자)를 생산하고, 전기화학 촉매는 이 전기를 이용해 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들었다. 마지막으로 과산화수소가 불균일촉매의 도움을 받아 프로필렌과 반응하면 산화프로필렌이 합성되게 했다. 

UNIST에 따르면 해당 시스템은 94%의 효율로 산화프로필렌을 생산했으며, 과산화수소까지 친환경적으로 만드는데 성공했다.

장지욱 교수는 "추가적인 외부전압과 값비싼 화합물 없이 태양광으로 작동하는 산화프로필렌 합성 시스템을 최초로 선보였다는 점에서 그 의미가 크다"며 "광촉매 성능을 더 개선한다면 상업적으로도 더 큰 가치가 있을 것"이라고 설명했다.