홍석봉 포스텍 환경공학부 교수. 사진=포스텍 제공
[포항=일요신문] 임병섭 기자 = 포스텍(POSTECH·포항공과대학교) 환경공학부 홍석봉 교수·박사과정 배주나씨 연구팀은 최근 화학 분야 세계 최고의 권위를 지닌 안게반테 케미(Angewandte Chemie)지를 통해 EU-12 제올라이트의 구조 결정 연구결과를 발표했다고 30일 밝혔다.
연구팀은 이와 함께 이 제올라이트의 촉매반응을 예측하는데 성공해 최적의 촉매로 알려진 MOR 구조의 제올라이트보다 에테인(ethane)을 10% 더 많이 선택해낸다는 사실을 발견했다.
비석(沸石)이라고도 불리는 제올라이트는 알코올과 반응시키면 휘발유를 생산하는 데 응용할 수 있다고 알려져 있다.
작은 구멍이 기하학적 구조로 뚫려 있어 촉매 반응의 속도나 생성물 분포가 달라지는 현상을 보여 다양한 촉매로 사용되고 있다.
영국 에든버러대 연구팀이 처음 발견해 대학의 이름을 붙인 ‘EU-12 제올라이트’는 미세한 구멍을 가진 제올라이트 중 높은 열적 안정성을 지닌 물질이지만 발견된 지 30여년이 지난 지금까지도 그 구조를 정확하게 풀어내지 못했다.
홍 교수팀은 새로운 방식으로 EU-12 제올라이트를 합성하고 포항가속기연구소의 X-선 회절 데이터분석을 이용해 구조 결정에 성공했다.
연구 결과 이 제올라이트가 가진 독특한 구조적·물리화학적 특성으로 메탄올이나 에탄올과 같은 작은 탄화수소의 전환반응에 응용할 수 있을 것으로 예측, 에탄올 저온 탈수 반응 실험을 한 결과 지금까지 가장 높은 효율을 보인 MOR 구조의 제올라이트보다 에테인을 10% 더 많이 생성할 수 있다는 사실을 알아냈다.
홍석봉 교수는 “이번 결과는 그간 베일에 가려져 있던 EU-12 제올라이트의 촉매로서의 응용 가능성을 제시한 선행연구로 중요한 의미를 갖는다”고 말했다.
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