전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 산업 화학

속보

더보기

버려진 목재로 고부가가치 화학물질 제조 '융합촉매' 기술개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

UNIST, 바이오매스 변환 촉매 시스템 개발
태양광·전기·생물촉매 활용 '리그닌' 분해

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 버려진 목재를 비롯한 식물 폐기물을 효과적으로 분해한 뒤 고부가가치 물질로 바꿀 수 있는 '융합촉매 시스템'이 개발됐다. 석유화학제품의 원료를 뽑아낼 새로운 친환경 기술로 주목받는다.

UNIST(울산과학기술원) 에너지 및 화학공학부의 장지욱·김용환·주상훈 교수팀은 폐목재 등에 많이 함유된 '리그닌(lignin)'을 태양광 에너지를 이용해 고부가가치 화합물로 바꿀 '광·전기·생물촉매 시스템(융합촉매 시스템)'을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구결과((논문명 "Unassisted solar lignin valorisation using a compartmented photo-electro-biochemical cell")는 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 이달 12일자 최신호에 게재됐다.

이번 연구는 세 가지 촉매가 서로 연결돼 작동하면서 추가 전압이나 시약 없이도 리그닌을 연속적으로 분해한다는 게 큰 장점이다. 태양광 에너지에서 전기를 얻고(광촉매), 이 전기로 과산화수소를 생산하며(전기촉매), 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화 시키는 원리이다.

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 리그닌 해중합을 위한 광촉매, 전기촉매, 생물촉매 복합화 3분할 시스템 모식도: 가장 왼쪽에 있는 광촉매가 태양광 에너지를 받아 정공(h+)과 전자(e-)를 생성한다. 이때 광촉매 표면으로 이동한 정공(h+)이 물을 산화시켜 산소를 발생시키며, 전자(e-)는 중간에 있는 전기촉매로 이동해 산소를 환원시켜 과산화수소를 생성한다. 생성된 과산화수소는 셀룰로오스 막을 투과해 가장 오른쪽에 있는 생물촉매를 활성화킨다. 활성화된 생물촉매는 리그닌을 해중합해 고부가가치 화합물로 변환한다. 광촉매, 전기촉매, 생물촉매에 의한 각 반응은 나피온(Nafion) 막과 셀룰로오스(Cellulose) 막으로 분리된 독립적인 공간에서 일어난다. [그림=UNIST]  2019.11.18 kimys@newspim.com

리그닌(lignin)은 침엽수나 활엽수 등의 목질부를 구성하는 다양한 구성성분 중에서 지용성 페놀 고분자를 의미한다. 방향족을 단위체로 가지며, 셀룰로오스(Cellulose)와 달리 규칙성이 없고 복잡한 구조를 가져 쉽게 분해할 수 없다.

리그닌을 비롯한 바이오매스(Biomass)는 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 늘리지 않으면서도 화석연료나 석유 화합물을 대체할 수 있는, 자연에서 가장 풍부한 탄소 물질이다.

특히 리그닌은 고부가가치의 유기 화합물을 생산할 원료로 주목받지만, 구조가 매우 복잡하고 불규칙해 분해와 변환이 까다롭다. 리그닌 분해에는 효소 같은 생물촉매를 써야 하는데 이 경우 일정한 농도의 과산화수소가 중요하다. 과산화수소는 생물촉매를 활성화하기 때문에 반드시 투입해야 하지만, 너무 많으면 오히려 촉매반응을 방해하기 때문이다.

이에 연구진은 리그닌 분해와 변환에 뒤따르는 문제를 세 가지 촉매를 융합해 해결했다. 태양광을 받아 전기를 만드는 '광촉매'와 전기를 받아 과산화수소를 합성하는 '전기촉매', 과산화수소를 이용해 리그닌을 분해하는 '생물촉매(효소)'를 연결한 것이다.

세 가지 촉매는 중간막으로 분리된 3분할 반응기 내에서 순차적 반응을 일으켜 최종적으로 리그닌을 분해한다. 특히, 위 분할 시스템에서는 중간막이 생물촉매를 반응 저해요소로부터 완벽하게 보호한다. 또 과산화수소는 만들어지는 족족 생물촉매에 의해 사용되므로 과산화수소 농도가 일정하게 유지돼 리그닌 분해가 안정적으로 진행된다.

장지욱 교수는 "추가 전압이나 시약 없이 태양광 에너지만 이용해 리그닌을 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 최초로 선보였다"며 "이 시스템을 통해 리그닌을 바닐린(Vanilin, C₈H₈O₃)이나 바이오 고분자 등 각종 화학제품에 필요한 고부가가치 화학물질로 바꿀 수 있다"고 설명했다.

김용환 교수는 "이번 연구를 통해 친환경적인 방법으로 폐목재 같은 바이오매스를 방향족 석유화학제품으로 전환할 새로운 가능성을 제시했다는 점에서 그 의의가 크다"고 강조했다.

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
젠슨 황 불륜 인정 "신뢰 되찾겠다" [시드니=뉴스핌] 권지언 특파원 = 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 혼외 관계를 인정하고 직원들에게 사과했다. 중국 스파이로 의심받는 여성과의 연인 관계 의혹이 보도된 지 이틀 만이다. 엔비디아 이사회는 황 CEO가 외국 정보기관의 공작 대상이 됐다는 보도와 관련해 독립 조사에 착수하기로 했다. 영국 파이낸셜타임스(FT)에 따르면 황 CEO는 8일(현지시간) 직원들에게 보낸 사내 메시지에서 "가족과 여러분 모두에게 사과해야 한다"며 "아내에게 충실하지 못했다. 내 행동은 아내와 우리 아이들에게 상처를 줬다. 변명의 여지가 없다. 깊이 사과한다"고 밝혔다. 악시오스가 입수한 이메일 초안에 따르면 황 CEO는 "전적인 책임을 지겠다"며 직원과 이사회, 주주에 대한 책임을 다하지 못했다고 인정했다. 이어 "엔비디아를 이끄는 것은 내 인생의 특권"이라며 "여러분의 신뢰를 되찾기 위해 노력하겠다"고 했다. 엔비디아는 별도 성명을 내고 황 CEO가 외국 정보활동의 표적이 됐다는 최근 보도를 고려해 이사회가 독립 조사에 착수한다고 밝혔다. 조사는 외부 법률 자문단의 지원을 받는 독립 이사 위원회가 맡는다. 이사회는 "국가안보나 엔비디아의 기밀이 침해됐다고 볼 이유는 없지만, 조사에서는 확보 가능한 모든 정보를 검토할 것"이라고 밝혔다. ◆ "中 국가안전부가 포섭"…엔비디아, 앞서 의혹 부인 FT는 지난 6일 미국 정부가 황 CEO와 중국 여성이 연인 관계였다고 보고 있다고 보도했다. 사안에 정통한 소식통들에 따르면 미국 당국자들은 올해 정보당국 자료를 토대로 작성한 메모에서 황 CEO가 엔비디아의 싱가포르 고객사 메가스피드의 임원 앨리스 황과 연인 관계였다고 적시했다. 이 메모에는 앨리스 황이 중국 국가안전부에 포섭된 것으로 미 정보당국이 판단하고 있다는 내용도 담겼다. 메모는 도널드 트럼프 대통령이 시진핑 중국 국가주석과의 정상회담을 위해 베이징을 방문하기 직전에 작성됐다. 미국 정부는 이와 별도로 메가스피드가 엔비디아 칩을 중국에 밀반입했다는 의혹을 조사해 왔다. 엔비디아는 앞서 두 사람의 부적절한 관계 의혹을 부인하며 고객사와의 교류 과정에서 "이례적이거나 예상 밖의 일은 없다"고 밝힌 바 있다. 황 CEO는 그동안 중국에 대한 AI 반도체 수출 규제를 완화해야 한다고 미국 정부를 설득해 온 핵심 인물이다. 악시오스는 이번 사안이 미·중 기술 패권 경쟁 속에서 국가안보 우려를 낳고 있다고 짚었다. 1993년 엔비디아를 공동 창업한 황 CEO는 실리콘밸리에서 가장 오랫동안 재임한 창업자 겸 CEO 중 한 명이다. FT는 엔비디아의 성공이 다른 기술기업보다 최고경영자에게 크게 의존하고 있다고 평가했다. 황 CEO는 수평적 조직 구조를 엔비디아의 빠른 실행력 비결로 꼽아 왔다. 엔비디아 시가총액은 2023년 약 1조달러에서 현재 4조5000억달러로 확대됐다. 존 리조 엔비디아 공공정책 커뮤니케이션 책임자는 악시오스에 낸 성명에서 "오늘 나온 소식이 엔비디아의 행보를 늦추지는 않을 것"이라며 "젠슨은 중단 없이 CEO로서 엔비디아를 계속 이끌겠다는 의지가 확고하다"고 말했다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO).[사진=로이터 뉴스핌] kwonjiun@newspim.com 2026-11-09 06:38
사진
'2000달러' 아이폰 듀오에 검은 여백 뜬다고? [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 애플의 첫 폴더블 스마트폰 '아이폰 듀오(iPhone Duo)'가 출시 초기 화면 파손에 이어 애플리케이션(앱) 최적화 문제로 논란을 겪고 있다. 대화면을 충분히 활용하지 못하는 앱이 적지 않은 데다 멀티태스킹 기능에도 일부 제약이 있다는 지적이다. 애플은 최적화 앱을 빠르게 늘리고 문제가 발생한 제품을 교체하며 대응에 나섰다. 9일 해외 IT 매체 씨넷(CNET)과 맥루머스 등에 따르면 지난달 23일 출시된 아이폰 듀오는 일부 주요 앱이 7.6인치 내부 화면에 최적화되지 않아 화면 양옆에 검은 여백이 나타나는 현상이 확인됐다. 애플의 첫 폴더블 스마트폰 '아이폰 듀오' [사진 = 뉴스핌DB] 구글 문서·드라이브·시트·슬라이드와 마이크로소프트 팀즈, 페이팔, 스타벅스 등 주요 앱이 대표적이다. 앱 실행 자체에는 문제가 없지만 넓어진 화면을 충분히 활용하기 어렵다는 평가다. 특히 지메일은 화면 전체를 채우지만 안드로이드 폴더블폰에서 지원하는 2열 분할 화면을 제공하지 않아 대화면 활용도가 떨어진다는 지적을 받았다. 애플의 공식 쇼핑 앱인 애플스토어 역시 최적화가 이뤄지지 않은 앱으로 분류됐다. 멀티태스킹 기능에서도 차이가 나타난다. 폰아레나에 따르면 아이폰 듀오는 가로 모드에서만 두 개의 앱을 나란히 실행할 수 있다. 세로로 회전하면 화면 분할이 해제된다. 삼성전자 갤럭시 Z 폴드 시리즈가 지원하는 3개 앱 동시 실행과 자유로운 팝업 창 기능도 제공하지 않는다. 초기 폴더블폰에서 앱 최적화가 단계적으로 진행되는 것은 일반적인 현상이다. 실제 넷플릭스와 유튜브, 마이크로소프트 워드, 줌 등 상당수 앱은 이미 최적화를 마쳤다. 애플은 지난 6일 아이폰 듀오에 최적화된 앱이 10만개를 넘어섰으며 매일 수천개씩 추가되고 있다고 밝혔다. 하드웨어 내구성 문제도 남아 있다. 일부 사용자들이 힌지 부근에서 소음이나 저항이 발생한 뒤 내부 화면이 파손됐다고 신고했다. 애플은 소수 제품에서 문제가 발생한 사실을 인정하고 교체를 안내했다. 다만 정확한 원인과 영향 범위는 공개하지 않았다. 아이폰 듀오의 초기 판매 수요가 공급을 웃도는 가운데 향후 앱 최적화 확대와 품질 문제 해결 속도가 제품 평가를 좌우할 전망이다. syu@newspim.com 2026-11-09 10:32
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동