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[IT뉴스]전량 수입하던 화학산업 필수 원재료, 생산성 높여 국산화 성공

온카뱅크관리자

2025-03-05 11:07:34

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="QSxg4hSgxD">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b4b4615523a9a8e3a0425784080e9e4ba03c1ff1c0cdeaec3d6142c189bcf3a7" dmcf-pid="xvMa8lva4E" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="'수소불화에테르'를 자체 생산하는 기술을 개발한 이상구 선임연구원 연구팀. 기존 기술과 달리 특수 첨가제를 반영한 전기화학불소화 실험을 통해 제조된 중간체에 대한 분석 결과를 확인하고 있다. 한국화학연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/dongascience/20250305105819407dtxz.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="6FD21Lg24r" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/dongascience/20250305105819407dtxz.jpg" width="658"></p>
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            '수소불화에테르'를 자체 생산하는 기술을 개발한 이상구 선임연구원 연구팀. 기존 기술과 달리 특수 첨가제를 반영한 전기화학불소화 실험을 통해 제조된 중간체에 대한 분석 결과를 확인하고 있다. 한국화학연구원 제공
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          <p contents-hash="1cd4674485d5d94a998bf9c1c939d64a3e60305e74a82bae404d1c93d627851e" dmcf-pid="yPW3l8P3Pk" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 화학산업에 반드시 필요하지만 전량 수입에 의존하는 산업 원재료를 생산하는 기술을 개발했다. 생산성도 높여 산업계에서 활용도가 클 것으로 전망된다. 이번에 개발된 기술은 최근 국내 기업에 기술이전됐다.</p>
          <p contents-hash="2f1bdb6b81a74a01e5f78ddd04a8a21a1f12f2abcefb617e61cb7019adc77eaf" dmcf-pid="WQY0S6Q04c" dmcf-ptype="general">한국화학연구원은 이상구 선임연구원 연구팀이 탄소와 수소로 이루어진 원료의 수소(H) 원자를 불소(F)로 바꾸는 기존의 ‘전기화학 불소화법’에 특수한 불소계 전도성 첨가제를 도입해 전환율을 대폭 향상시키는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 이를 통해 중요한 산업원재료이자 불소계 유체인 ‘수소불화에테르’를 우리 기술로 직접 생산할 수 있게 됐다.<br>        <br> 불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등에서 냉각제와 세정제로 활용되는 필수 화학물질이다. 원래 있던 수소가 모두 불소로 대체된 '전 불소계 유체’는 지구온난화에 미치는 영향을 평가하는 지구온난화 지수가 높아 탄소중립 친환경 유체로 대체할 필요성이 높았다. 최근 이를 대체할 수 있는 친환경 소재 개발 연구가 활발히 진행되면서 ‘수소불화에테르(HFE)’ 소재가 주목받았다.</p>
          <p contents-hash="0480263400e0077940d733d056effb0b9b1468d9d08f7e48494f0be90525c4f6" dmcf-pid="YxGpvPxp8A" dmcf-ptype="general">HFE는 지구온난화 영향이 적고 표면장력이 낮아 쉽게 퍼지는 특성이 있다. 전기도 잘 차단해 다양한 산업에서 활용되는 친환경 소재다. 특정 해외 기업이 90% 이상의 점유율을 보유하고 있으며 국내 화학산업에 활용하기 위해 전량 수입하고 있는 실정이다.</p>
          <p contents-hash="3b54d284ed5208722a7b2650687edd59340ffe66e7f8a81be58b8089b52a2a0c" dmcf-pid="GMHUTQMU8j" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 전기화학 불소화법에 전도성 불소계 첨가제를 새롭게 추가해 소재를 국산화하고 우수한 물성까지 확보한 HFE 제조 기술을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="0ae2b2c6456f49735962678ea88cbe2d8e3aa52c0a750064ace76049363108b6" dmcf-pid="HRXuyxRu6N" dmcf-ptype="general">HFE의 일반적인 생산법은 탄화수소 원료의 수소를 불소로 대체하는 불소화 반응을 통해 ‘중간체’로 변환한 후 알킬화 반응을 거치는 것이다. 중간체 합성 과정이 핵심이다. 연구팀은 기존 기술에 없던 전도성 불소계 첨가제를 추가해 더욱 효율적으로 중간체를 제조했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ba9e2a3870befd34c8f06cc224fabcb7a258ff3c77ab25085016b97a816a01ce" dmcf-pid="XeZ7WMe7xa" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="본 기술의 핵심인 '중간체'(중간), 원재료(왼쪽). 기존 기술과 달리 특수 첨가제를 반영한 전기화학불소화 반응을 거쳐 '중간체'를 제조한 후 수소불화에테르를 생산한다. 한국화학연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/dongascience/20250305105820763cdal.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="PflZs9VZ4w" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/dongascience/20250305105820763cdal.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            본 기술의 핵심인 '중간체'(중간), 원재료(왼쪽). 기존 기술과 달리 특수 첨가제를 반영한 전기화학불소화 반응을 거쳐 '중간체'를 제조한 후 수소불화에테르를 생산한다. 한국화학연구원 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="fba2934440e37766bee0e19adce2d97616cd6755a45374f04e1ca610b6857368" dmcf-pid="Zw9MzEwM8g" dmcf-ptype="general">이를 위해 전기화학 반응이 원활하게 이루어지는 다층 구조의 니켈 전극판이 장착된 반응기를 직접 설계하고 제작했다. 결과적으로 보다 효율적인 불소화 반응 환경을 구축했으며 시운전과 정밀 점검을 거쳐 안정적으로 작동하는 전기화학 불소화 장치를 완성했다.</p>
          <p contents-hash="20027bbbf70a84229c8726b26431be1b5d878ad19ec62eaaba690b356ef9fb9c" dmcf-pid="5r2RqDrR8o" dmcf-ptype="general">기존 기술에선 원료가 중간체로 변하는 전환율이 50~55% 수준이지만 이 기술은 첨가제를 추가해 불소화 반응이 더욱 잘 일어난다. 그 결과 전환율이 62~66% 수준으로 기존 기술 대비 약 20% 증가했다. 불필요한 부산물이 줄어들어 HFE의 생산성이 크게 향상됐으며 불소화 반응을 정밀하게 조절할 수 있어 고순도 불소 화합물을 효율적으로 생산할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="9e2344b8db9e88932276f2e6e3f956fdb90ba8cc94b21a4f6b5609b508c6c091" dmcf-pid="1mVeBwmeQL" dmcf-ptype="general">개발된 기술은 냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만(주)에 기술이전됐다. 상용화를 위한 후속 연구가 진행 중이다. 연구를 이끈 이상구 연구원은 “이번 연구 성과는 글로벌 기업에 의존도가 높은 불소 화학 핵심소재의 원천기술 확보를 통해 기술자립을 앞당기는 중요한 발판이 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="0dd0bb1c3a2ab13d031eb0f6c80f98dab95c8f0014d1f40f2c293dfc742717af" dmcf-pid="tsfdbrsd6n" dmcf-ptype="general">[박정연 기자 hesse@donga.com]</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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