- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 태양광으로 반도체 생산 공정 등 산업 전반에 활용되는 과산화수소가 펑펑 - 태양광-화학변환효율 1.1%로 세계 최고 기록 달성 과산화수소는 산업 100대 화학물질 중 하나로 반도체 생산 공정에 사용되는 핵심 약품이자 소독, 산화, 펄프 제조 등에 폭넓게 사용되는 중요한 원료이다. 2024년 세계 과산화수소 시장규모는 한화기준 7조원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. 하지만 최근 전 세계적인 코로나 방역 조치와 반도체 생산 수요 폭증으로 인해 과산화수소의 안정적 공급이 어려워질 전망이다. 또한 현재 과산화수소를 만드는 방법은 열화학적 공정(안트라퀴논 공정)으로, 높은 온도와 압력에서 값비싼 희귀금속인 팔라듐을 촉매로 사용한다. 이 공정은 에너지 소모가 클 뿐만 아니라 폭발의 위험성과 온실가스 배출 등 다양한 환경 문제를 발생시키는 문제가 있다. 에너지 소모가 낮고 탄소 배출이 적은 방식으로 과산화수소를 생산하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있지만, 생산성과 효율이 턱없이 낮아 상용화 문턱을 넘기 어려운 실정이다. 따라서 기존 열화학적 공정의 문제를 해결할 수 있는 친환경 기술 개발이 시급한 상황이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 지난 11월 물자원순환연구단 변지혜, 청정에너지연구센터 이동기 박사팀이 과산화수소를 생산하는데 필요한 고온과 고압의 에너지를 태양광으로 대체하면서도 전례 없이 높은 농도로 과산화수소를 생산할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 열화학적 공정을 광촉매 공정으로 대체하여 탄소 배출 없이 핵심 화학 원료를 생산할 수 있음을 보여준 사례이다. KIST 연구진은 과산화수소를 만드는 기존 열화학적 공정에서 안트라퀴논 유기 분자가 반복적으로 산화, 환원 반응을 하며 과산화수소를 생산하는 것에 착안해 광촉매 반응용액을 유기용액으로 설계했다. 그 결과 유기 반응 용액에서 광촉매의 산소 환원 능력이 향상되어 과산화수소 생산이 크게 증가됨을 확인하였다. 그뿐만 아니라 연구진은 유기 반응 용액 자체가 빛을 흡수하여 광화학적인 반응으로 과산화수소가 생성됨을 최초로 규명하였다. 연구진은 광촉매 소재와 반응 용액을 제어할 때 태양광을 이용하여 단위 시간 및 광촉매 그램 당 53,000ppm 농도(즉 5.3%)의 과산화수소를 생산하는 성과를 달성했다. 이는 과산화수소 생산 산업 기준인 최소 10,000ppm, 즉 1%을 5배 이상 초과 달성하는 성과이다. 이는 기존 광촉매 기술이 수십~수백 ppm 수준의 과산화수소 생산에 그치는 것을 고려할 때 획기적인 성능 수치이다. 이 기술은 광촉매와 광화학의 두 가지 광반응의 시너지 효과로 태양광-화학변환효율(solar-to-chemical conversion efficiency) 1.1%를 달성하여, 기존 광촉매 최고 효율인 0.61%를 깨고 세계 최고 효율을 경신하였다. KIST 변지혜, 이동기 박사는 “이 연구는 태양광을 이용한 저탄소 친환경 기술로도 산업 핵심 연료를 높은 농도와 순도로 만들 수 있음을 보여준 사례”라며 “생산된 과산화수소를 리터 규모로 정제하는 공정도 연계해서 기술의 완성도를 확인하였고, 향후 대용량 실증을 거쳐 기술 상용화되도록 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 KIST의 젊은 과학자들 간의 융합 연구를 통해 달성된 원천 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 미래원천국가기반기술개발사업, 우수신진연구사업, 나노및소재기술개발사업, 바이오의료기술개발사업 및 선행융합연구사업으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 39.714, JCR 분야 상위 0.179%) 최신 호에 표지 논문으로 게재되었다. * (논문명) Solar-driven H2O2 production via cooperative auto-and photocatalytic oxidation in fine-tuned reaction media -(제 1저자) 한국과학기술연구원 문병철 박사후연구원 -(제 1저자) 한국과학기술연구원 볼로마바이야쿠 학생연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 이동기 선임연구원 -(교신저자) 한국과학기술연구원 변지혜 선임연구원 [그림 설명] [그림 1] 연구성과 표지(출처: Energy Environ. Sci., 2022, 15, 4853 DOI: 10.1039/D2EE90071H)

- 26일(월) 성북구 KIST 본원에서 약정식 개최 - 과학기술로 대한민국 미래를 준비하는 일에 동참 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 26일(월) 성북구 소재 KIST 본원에서 ㈜이든앤앨리스마케팅(사장 김기영)과 기부금 약정식을 개최했다고 밝혔다. 키스트 미래재단은 지난 3월 출범한 출연(연) 최초의 공익목적 재단법인으로 국가과학기술역량 확충을 위한 고급과학기술자 양성, 사회적 난제해결을 위한 사업, 과학나눔을 통한 사회공헌사업 등을 추진하고 있다. KIST 윤석진 원장은 “키스트 미래재단이 추구하는 과학기술나눔의 취지에 기꺼이 동참해 주신 것에 감사드린다. 출범 첫 해인 키스트 미래재단의 성장에 큰 힘이 될 것이며, 기부금을 소중하게 활용 하겠다.”라고 밝혔다. ㈜이든앤앨리스마케팅 김기영 사장은 “연말을 맞아 의미있는 일에 동참하게 되어 기쁘다. 끊임없는 변화와 혁신을 통한 시장 경쟁력을 준비해야 하는 마케팅 회사에서, 대한민국의 미래를 준비하는 키스트 미래재단의 활동에 힘을 보태고 싶었다."고 소감을 밝혔다. 키스트미래재단은 법무법인 케이씨엘 변호사이자 한국자폐인사랑협회 회장인 김용직 변호사를 이사장으로 선임하고 사업을 추진하고 있다. [그림 설명] [그림 1] KIST 윤석진원장(좌)과 ㈜이든앤앨리스마케팅 김기영 사장(우)이 KIST 본원에서 열린 기부금 약정식에서 기념촬영을 하고 있다.

- 12월 22일(목) 안전보건경영시스템(KOSHA-MS) 인증 현판식 개최 - 2022년 안전관리 우수연구실 11개, 출연(연) 최다 신규인증 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 12월 22일(목) 서울시 성북구 본원에서 ‘안전보건경영시스템(KOSHA-MS)’ 현판식을 개최했다고 밝혔다. 안전보건경영시스템은 한국산업안전보건공단에서 운영하는 인증제로 사업장에서 사고를 예방하고 근로자에게 최적의 작업환경을 조성하고 유지할 수 있도록 사업장 내 물적·인적자원을 효율적으로 배분하고 체계적으로 관리하는 기관을 인증하는 제도이다. 안전보건 경영체제분야, 활동수준분야, 경영관계자 면담 등 총 48개의 항목의 기준에 대해 평가하고 있다. KIST는 윤석진 원장 취임초기인 2021년부터 안전보건을 최우선으로 하는 안전보건경영방침을 수립하고, 안전보건 전담조직을 중심으로 연구실 안전사고 예방과 안전한 연구문화 조성을 위한 활동을 진행해 왔다. 이러한 노력의 결과로 2021년 12월 안전보건경영시스템 국제표준(ISO45001) 인증을 받았으며, 2022년에는 과학기술정보통신부에서 주관하는 ‘안전관리 우수연구실’ 신규인증제에 출연기관 중 가장 많은 수인 11개 연구실이 인증에 성공했다. 이어 2022년 12월 국내표준(KOSHA-MS) 신규인증을 획득함으로써 KIST의 안전보건경영체계가 공인 전문기관으로부터 국내·외 표준에 적합한 것으로 인정받게 되었다 앞으로도 KIST는 이러한 안전보건경영체계를 기반으로 연구원들이 안전한 환경에서 연구에 매진할 수 있도록 안전관리 우수연구실 인증 확대추진 등 연구현장 중심의 참여와 소통을 더욱 강화함으로써 안전보건경영시스템의 내실을 더욱 다져 나간다는 계획이다 윤석진 원장은 “금년에 만들어 낸 안전관리 우수연구실 인증과 안전보건경영시스템(KOSHA-MS) 인증을 KIST 안전보건경영의 또하나의 새로운 기점으로 삼아, 이제는 안전이 모든 연구와 업무의 일상 속 문화로 자리잡게끔 제도와 운영을 지속적으로 개선해 나가겠다.”고 말했다. [그림 1] KIST는 안전보건경영시스템(KOSHA-MS) 인증을 취득, 인증서 수여식을 개최했다.

UST 학생으로 KIST 학생연구원인 경우, UST 학칙 뿐 아니라 우리원 관련규정을 따라야 합니다. 우리원 학생연구원 운영규정 제 15조 1항 2호에 따라 학생연구원이 국가공무원법 제33조 각호의 어느 하나에 해당하는 경우에는 당연히 임용이 종료됩니다. 감사합니다.