[한스경제=마재완 수습기자] 한국화학연구원이 31일 수소화 반응을 상온에서 가능케하는 MOF촉매기술을 개발했다고 발표했다.

수소화 반응은 유기 화합물 속 불포화 결합에 수소를 첨가하는 반응으로 니켈, 팔라듐, 백금과 같은 촉매를 이용한 접촉 수소화 방식이 많이 활용된다. 액체 기름에서 식용류를 제조하거나 의약품과 화장품 등 정밀화학공정 중간체 합성에 많이 사용되며 특히 탄화수소의 가수소 분해반응을 통한 석유화학 공정에도 사용된다.

지금까지 수소화 반응은 섭씨 100도 이상 고온에서 이뤄져 온도를 높이기 위한 에너지 소비와 온실가스 배출이 지적됐다. 상온에서도 수소화 반응이 가능하지만 고압 수소가스를 사용하거나 팔라듐, 백금 등 값비싼 귀금속 촉매 사용이 불가피해 경제성이 낮았다.

이에 황영규 한국화학연구원 화학공정연구본부장과 정재훈 울산대 교수 공동 연구팀은 금속유기골격체(MOF·Metal Organic Framework)촉매에 알코올을 넣고 단순 가열하는 새로운 방식을 발견했다.

MOF촉매에 알코올을 넣고 끓이면 MOF표면에 활성점(반응하는 자리)이 생기며 촉매가 활성화된다. 이를 통해 활성화에 필요한 에너지를 줄여 섭씨 30도에서도 수소화 반응이 가능해졌다.

공동 연구진은 신형 MOF촉매를 이용해 상온에서 바이오매스 ‘푸르푸랄(Furfural)’을 화학원료 '푸르푸릴 알코올(Furfuryl alcohol)'로 전환 성공했다.

MOF촉매 사용은 수소화 반응을 위한 화학공정에서 발생하는 폐열(에너지의 생산이나 소비 과정에서 사용되지 못하고 버려지는 열)을 반응열(화학 반응이 일어날 때 방출하거나 흡수하는 열)로 활용할 수 있게해 온실가스 감축효과도 기대된다.

이번에 발견된 MOF촉매방식은 수소화 반응이 석유화학과 정밀화학공정에 폭넓게 쓰이고 있는만큼 촉매연구에 새로운 대안을 제시했다는 평가를 받는다.

황영규 본부장은 "수소 전달 과정의 전이상태 중간체가 밝혀졌기 때문에 이를 바탕으로 하는 새로운 촉매 반응경로 연구 등이 활발하게 이뤄질 것"이라며 "석유화학과 정밀화학, 바이오화학 공정 등에 미치는 영향이 클 것으로 기대한다"고 말했다.

마재완 수습기자 akwodhks@sporbiz.co.kr