고려대, '물·전기로만 에폭사이드 생산' 새 방법론 개발

플라스틱·섬유·접착체 합성 등 활용도 높은 '에폭사이드'

폭발성 있는 산소 대신 물 사용… 온실가스 배출 없는 친환경공정 개발

고려대학교 화학과 진경석 교수(왼쪽, 교신저자)와 김수연 석사(제1저자). (사진=고려대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 고려대학교 공동연구진이 화학산업의 핵심 화합물인 '에폭사이드'를 물과 전기로만 생산하는 방법론을 개발했다.

고려대는 화학과 진경석 교수 연구팀과 이화여대 남원우 교수, 한국기초과학지원연구원 김선희 박사, Radboud University Jana Roithová 교수 등 공동연구진이 에폭사이드를 생산하는 새로운 전기화학적 방법을 개발했다고 4일 밝혔다.

'에폭사이드(Epoxide)'는 에폭시수지, 접착제, 코팅제 등의 생산에 사용되는 원료다. 화학반응을 통해 의약품 및 계면활성제 등으로 변환될 수 있어 산업적으로 중요한 물질이다.

가장 대표적인 에폭사이드는 '산화에틸렌'이다. 산화에틸렌은 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 계면활성제, 플라스틱, 섬유, 접착제, 에폭시수지 합성 등에 사용된다. 자동차 부동액과 폴리에스터 섬유 제조에 사용되는 에틸렌글리콜을 생산하는 등 2차적 활용도도 높다.

현재 에폭사이드는 열화학 공정 기반의 올레핀 산화 반응을 통해 생산되고 있다. 에틸렌을 고온·고압의 환경에서 산소와 반응시키는 열화학 공정은 부산물을 생성하고 이산화탄소를 배출하는 단점이 있다.

연구진은 폭발성이 있는 산소 대신 물을 사용해 친환경적이고 안전한 전환 공정을 개발했다. 이들은 실시간 분광학 분석을 수행해 올레핀에서 에폭사이드로 전환되는 전기화학반응 메커니즘을 규명했다.

에폭사이드 전기화학 공정은 온실가스 배출 없이 화학산업의 중요 화합물을 생성하는 하나의 모범사례가 될 것으로 기대된다.

한편 이번 연구는 국제학술지 '미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society)'에 지난 29일 온라인 게재됐다.


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