[파이낸셜뉴스] 한국기초과학지원연구원(KBSI) 오창바이오·환경연구소 홍관수 박사팀, 바이오이미징중개연구부 조지현 박사팀이 미국 텍사스오스틴대 조나단 세슬러 교수팀과 함께 자기공명 영상장치(MRI)와 광학 영상을 결합해 몸 속 과산화수소를 찾아 암을 진단하는 기술을 개발했다. MRI는 물론 광학 영상까지 이중모드 관찰이 가능해 향후 암 진단 및 치료제 개발에 새로운 전환점이 될 것으로 보인다. 9일 KBSI에 따르면, 연구진은 암세포에서 정상 세포보다 과산화수소가 많이 발생되는 것을 착안해 과산화수소 진단 이미징 프로브를 개발했다. 이 이미징 프로브는 MRI와 광학 영상기술을 결합했으며, 과산화수소에 반응해 암세포만 선택적으로 표적할 수 있다. 실험쥐를 통한 측정 결과, 이 이미징 프로브는 선택적 감지와 표적으로 형광 신호와 MRI 신호가 각각 15배, 60배 향상됐다. 또한 정상 세포주와 조직에 비해 암 세포주와 종양 조직에서 각각 최대 4.5배, 5.8배 높은 과산화수소를 감지했다. 이와함께 이 이미징 프로브를 사용해도 인체에 유해한 영향을 주지 않고 적절하게 기능이 작동한는 것도 밝혀냈다. 홍관수 박사는 "이중모드 개념으로 MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살릴 수 있으면서 생체 적합한 최적화된 프로브를 개발한 것으로, 수용액, 세포 및 동물 모델에서 모두 그 가능성을 확인할 수 있었던 연구 결과"라며, "생체 내에서 실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구를 통해 개발된 새로운 프로브는 과산화수소 관련 생물학에 대한 이해를 높이고 시험관 및 생체 내 암 발견에 대한 가능성을 열어줄 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다. 조지현 박사는 "이 기술은 암 뿐만아니라 다양한 분야에서 과산화수소 검출을 위해 활용될 수 있다"며, "비침습적인 MRI 영상을 활용한 질환 연구는 질환의 진단, 치료 과정 모니터링 뿐만 아니라 질환 부위의 특성까지 연구할 수 있고, 인체 연구까지 이어질 수 있어서 질환 연구에 기여할 수 있다"고 설명했다. 한편, 홍관수 박사팀은 이번 기술 개발에서 연구총괄을, 조지현 박사팀은 화학교환포화전이(CEST) MRI 영상연구 총괄을 맡았으며, 세슬러 교수팀은 합성 아이디어 수립 및 연구방향 제시 등을 담당했다. 연구진은 이번에 개발한 이미징 프로브를 센서분야 저명 국제 학술지 '센서 앤 액츄에이터 B: 케미컬(Sensors and Actuators B-Chemical)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

【여수(전남)=강재웅 기자】 체질개선에 성공한 동성케미컬이 새 먹거리 사업에 역량을 집중한다. 동성케미컬은 국내 최초 국산화에 성공한 유기과산화물 제조 원료의 하나인 TBHP(t-butyl hydroperoxide)로, 해외 시장도 적극 공략한다는 전략이다.  26일 업계에 따르면 동성케미컬은 여수 공장 부지에 유기과산화물 설비 증설에 나선다. 내년까지 130억원이 투입 예정이며 완료되면 유기과산화물 생산능력이 기존대비 연 4000t 이상 늘어난다. 또 제조공정 효율화도 36% 이상 향상된다.   동성케미컬의 이같은 결정은 탄소배출이 많고 수익성이 적은 석유화학 부문 대신 성장성이 큰 정밀화학 부문에 투자해 지속가능한 사업체계를 구축하겠다는 전략이다. 이미 여수공장 내 석유화학 설비의 70%를 철거한 상태다.   유기과산화물은 스티로폼, 인조대리석 등 모든 플라스틱 제품에 굳거나 품질을 높이기 위해 들어가는 핵심 소재지만 국내에서는 전량 수입에 의존해 왔다. 5개 글로벌 기업이 전 세계 80% 이상을 차지하고 있어 지난 2018년 수급 불안으로 가격인상이 크게 된 바 있다. 코로나19 당시에는 공급 중단 사태가 벌어지기도 했다.  동성케미컬 관계자는 "해외 제조사에 의존하다 보니 과거에는 수급 불안 발생시 대폭적인 가격인상 사례가 있었다"며 "공급불안 해소와 국내 수요처 증가 등을 감안해 연구개발에 나섰고 지난해 개발에 성공했다"고 설명했다.  연구개발에는 한국산업단지공단이 마중물 역할을 했다. 산단공은 TBHP를 과제로 한 품질 고도화를 위해 동성케미컬에 연구비와 함께 시약 재료비 지원했다. 연구개발에 비용 지출이 힘든 시기에 산단공의 지원은 가뭄 속 단비 역할을 톡톡히 했다는 것이 동성케미컬 관계자의 설명이다.   동성케미컬은 이번 증설을 바탕으로 해외 시장 점유율을 기존 대비 5배 확대한다는 목표다. 또한 수입에 의존하고 있는 파우더 타입의 과산화물과 산계 공정을 활용한 과산화물 개발로 신규 시장을 확보해 나간다.   이만우 동성케미컬 대표는 "미래성장을 위해 기존 석유화학 사업을 축소하고 체질 개선에 속도를 내고 있다"며 "지난 1990년 정밀화학 사업에 진출해 수십 년간 쌓아온 기술력을 바탕으로 정밀화학 사업을 친환경 고부가가치 사업으로 키워 나갈 것"이라고 강조했다.   한편 동성케미컬은 폴리우레탄 기술 기반의 친환경 화학소재 전문기업이다. 초저온 보냉재 전문기업 동성화인텍, 중장비 부품 전문기업 동성티씨에스, 바이오 헬스케어 전문기업 제네웰을 자회사로 두고 있다.  kjw@fnnews.com 강재웅 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 김종민·한상수 박사팀과 한국과학기술원(KAIST) 이재우 교수팀이 환경오염 물질을 배출하지 않고 과산화수소를 시간당 284㎏ 만들어 내는데 성공했다. 핵심은 기존에 사용되는 촉매보다 저렴한 탄소 촉매를 개발한 것으로, 100시간 이상 사용해도 성능이 떨어지지 않고 안정적으로 과산화수소를 만들어냈다. KIST 최재원 박사후 연구원은 11일 "이는 저비용, 고효율의 탄소 기반 촉매 개발과 더불어 계산과학과의 협업을 통해 고성능 과산화수소 촉매개발에 대한 방향을 제시했다"고 의의를 설명했다. 과산화수소는 표백제와 살균제, 종이 및 펄프 산업, 반도체 웨이퍼 세정제까지 폭넓게 쓰인다. 하지만 현재 과산화수소를 만드는 '안트라퀴논(Anthraquinone) 공정'은 비싼 팔라듐 촉매를 사용하며, 만드는 과정에서 유기 오염물질이 나와 환경오염을 일으킨다. 또 고농도의 과산화수소를 저장·운송할때 비용이 많이 든다. 연구진은 팔라듐을 대체하기 위해 붕소가 첨가된 미세구멍이 뚫린 탄소 촉매를 만들었다. 개발한 탄소 촉매를 실험과 계산과학 방법으로 분석했다. 그결과, 탄소 촉매 표면의 붕소와 산소가 같이 결합한 지점에서 과산화수소 생성률이 극대화됐다. 과산화수소가 만들어지는 지점은 고전류 밀도에서도 매우 높은 생산율을 보였다. 또 실제 유동식 반응기에서 테스트했을 때 1시간마다 촉매 1㎏당 284㎏의 과산화수소를 생산해 최고 수준이다. 뿐만아니라 이 촉매는 100시간 동안 성능 저하 없이 안정적인 과산화수소를 만들어냈다. 이외에도 붕소 대신 코발트를 첨가한 탄소촉매는 과산화수소가 빨리, 많이 만들어져 유기오염물을 분해함으로써 수처리 분야로 활용할 수 있다. 김종민 박사는 "이 친환경적 과산화수소 합성법의 경우 저렴한 탄소를 전극소재로 활용해 상용화의 가능성이 매우 높다"며, "현장 생산 방식이라는 장점까지 있어 수처리와 같이 다양한 산업분야로 확장될 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번 연구 결과를 에너지·환경 분야 세계 상위 1% 저널인 '응용촉매 B-환경(Applied Catalysis B-Environmental)'에 두 편의 논문으로 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

포스코케미칼과 OCI의 과산화수소 합작사 피앤오케미칼이 반도체 세정용으로 사용되는 전자급 과산화수소 생산을 본격화했다. 피앤오케미칼은 오는 7월 음극재용 피치 생산라인 준공도 앞두고 있어 올해 본격적인 실적 개선이 기대된다. 12일 관련업계에 따르면 피앤오케미칼은 올해 초 전자급 과산화수소 제품에 대한 인증획득을 하고 상업생산을 진행하고 있다. 피앤오케미칼은 제철 부산물을 활용한 화학분야 사업확장을 위해 포스코케미칼과 OCI가 51% 대 49% 지분율로 설립한 과산화수소 합작회사다. 과산화수소는 대표적인 산화제로서 일반산업용은 소독약이나 표백제 등에 쓰이고 전자급의 고순도 과산화수소는 반도체 및 디스플레이와 같은 첨단 분야 생산 공정의 세정에 사용된다. 피앤오케미칼은 광양제철소의 부산물인 코크스 오븐가스를 사용해 과산화수소를 제조하며 전체 과산화수소 생산량은 연간 5만t 규모다. 지난해 6월 준공 이후 그동안 세척 등에 사용하는 일반산업용 제품을 생산하다 이번에 주력제품인 전자급 생산을 개시하게 됐다. 전자급은 반도체 및 태양광 분야의 식각과 세척에 사용돼 관련 기업들의 수요가 꾸준하다. 피앤오케미칼은 과산화수소 상업생산을 위해 1500여억원을 투입했다. 주력제품 생산이 본격화된 만큼 실적 개선이 기대된다는 분석이다. 피앤오케미칼은 또다른 주력 사업인 음극재용 피치 생산도 오는 7월 준공할 예정이다. 녹는점이 높은 고연화점 피치는 이차전지의 충전·방전 효율 향상과 배터리 수명을 늘리기 위해 음극재 표면 코팅용으로 주로 사용되는 소재다. 하지만 국내에는 고연화점 피치 생산 업체가 없어 전량 수입에 의존해왔다. 중국과 독일 등이 주요 생산국으로 국산화가 꼭 필요한 소재다. 피앤오케미칼은 960여억원을 투자해 배터리 음극재용 필수소재인 고연화점 피치 생산을 추진중이다. 지난해 9월 착공해 지난해 말 기준 건설진도율 51.4%를 기록중이다. 이에 따라 피치 초도품 생산은 올해 7월 준공후 10월 경으로 예상된다. 준공이 완료되면 피앤오케미칼은 연 1만5000t 규모의 고연화점 피치를 생산하게 된다. 피앤오케미칼은 포스코케미칼을 시작으로 글로벌 음극재 제조사까지 판매망을 확대할 계획이다. 업계 관계자는 "포스코케미칼은 피치 공장이 건설되면 고품질의 맞춤형 음극재 중간 소재를 안정적으로 공급받게 될 것"이라면서 "피앤오케미칼이 제품을 포스코케미칼 음극재용으로 우선 공급하고 글로벌 시장에도 판매할 계획으로 알고 있다"고 설명했다. kim091@fnnews.com 김영권 기자

포스코케미칼과 OCI가 반도체 공정 필수소재인 과산화수소(H₂O₂) 생산에 나선다. 포스코케미칼과 OCI의 첨단화학소재 합작사 피앤오케미칼은 20일 전남 광양시 국가산업단지에서 과산화수소 공장 준공식을 개최했다고 밝혔다. 피앤오케미칼은 광양 국가산업단지 내 4만1530㎡ 부지에 1459억원을 투자해 연산 5만t의 공장을 준공했다. 과산화수소는 표백과 소독 등에 사용하는 산화제로 이 공장에서는 반도체 웨이퍼와 디스플레이 기판의 세정·식각 공정에서 필수 소재로 활용되는 전자급 제품과 일반적인 표백·소독 등에 쓰이는 공업용 제품을 생산한다. 피앤오케미칼은 국내 최초로 제철공정에서 발생하는 코크스오븐가스에서 추출한 원료로 과산화수소를 만든다. 기존의 액화천연가스(LNG) 추출 방식과 비교해 원료 재활용이 가능해 경제적이며, 탄소배출량도 약 29% 줄일 수 있다. 포스코케미칼은 과산화수소 사업에 진출하며 배터리소재 외에도 반도체 등 첨단화학소재 분야로 제품 포트폴리오를 확대할 수 있게 됐다. 민경준 포스코케미칼 사장은 "OCI와 긴밀한 협력으로 반도체 산업의 필수소재를 안정적으로 공급, 국내 산업 발전에 기여하게 돼 기쁘다"고 말했다. 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] 포스코케미칼과 OCI가 반도체 공정 필수소재인 과산화수소(H₂O₂) 생산에 나선다. 포스코케미칼과 OCI의 첨단화학소재 합작사 피앤오케미칼은 20일 전남 광양시 국가산업단지에서 과산화수소 공장 준공식을 개최했다고 밝혔다. 피앤오케미칼은 광양 국가산업단지 내 4만1530㎡ 부지에 1459억원을 투자해 연산 5만t의 공장을 준공했다. 과산화수소는 표백과 소독 등에 사용하는 산화제로 이 공장에서는 반도체 웨이퍼와 디스플레이 기판의 세정·식각 공정에서 필수 소재로 활용되는 전자급 제품과 일반적인 표백·소독 등에 쓰이는 공업용 제품을 생산한다. 피앤오케미칼은 국내 최초로 제철공정에서 발생하는 코크스오븐가스에서 추출한 원료로 과산화수소를 만든다. 기존의 액화천연가스(LNG) 추출 방식과 비교해 원료 재활용이 가능해 경제적이며, 탄소배출량도 약 29% 줄일 수 있다. 포스코케미칼은 과산화수소 사업에 진출하며 배터리소재 외에도 반도체 등 첨단화학소재 분야로 제품 포트폴리오를 확대할 수 있게 됐다. 민경준 포스코케미칼 사장은 “OCI와 긴밀한 협력으로 반도체 산업의 필수소재를 안정적으로 공급, 국내 산업 발전에 기여하게 돼 기쁘다”고 말했다. 피앤오케미칼은 2020년 7월 포스코케미칼이 51%, OCI가 49%의 지분으로 설립한 합작사로 과산화수소 외에도 음극재용 피치 등의 첨단화학소재 사업을 추진하고 있다.  kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] 포스코케미칼이 OCI와 손잡고 국내 최초로 부생수소를 활용해 반도체 공정 핵심 소재인 과산화수소 생산에 나서면서 이차전지소재와 더불어 종합화학 분야로의 사업 확장을 본격화한다. 포스코케미칼과 OCI의 합작법인 피앤오케미칼은 28일 전라남도 광양시에서 과산화수소 생산공장 착공식을 진행했다고 밝혔다. 피앤오케미칼은 포스코케미칼이 51%, OCI가 49%의 지분을 보유한 과산화수소 생산 합작법인이다. 오는 2022년 5월 공장이 완공되면 연 5만t의 과산화수소를 생산하게 된다. 공장은 원료를 공급받는 포스코 광양제철소 인근의 광양시 태인동 4만2000㎡ 부지에 들어선다. 피앤오케미칼은 국내 최초로 부생수소를 원료로 과산화수소를 제조한다. 광양제철소의 코크스오븐가스(COG) 배관망을 생산공장에 연결하고 수소를 정제·추출하는 방식이다. 기존의 액화천연가스(LNG) 추출 방식과 비교해 원료비가 낮고 수소 추출을 마친 COG를 다시 제철소에 공급해 재활용하기 때문에 경제성을 높일 수 있는 방식으로 알려져 있다. 특히 피앤오케미칼이 생산하는 과산화수소는 고순도 전자급으로 반도체 생산 공정의 세정을 위한 필수소재로 사용된다. 업계에선 삼성전자, SK하이닉스 등의 대규모 반도체 증설에 따라 전자급 과산화수소 수요가 지난해 12만t에서 2025년 20만t까지 증가할 것으로 전망하고 있다. 현재 국내에서 전자급 과산화수소는 한솔케미칼과 OCI가 공급하고 있으며 2023년부터는 공급 부족이 전망된다. 양사는 이번 사업 협력을 통해 새로운 성장동력을 확보하게 됐다는 평가다. 포스코케미칼은 철강공정 부산물로 고부가가치 소재를 생산해 사업 포트폴리오를 확대하고 이차전지소재와 더불어 종합화학 분야로의 사업 확장을 본격화하게 됐다. OCI는 고품질의 원료를 안정적이고 경제적으로 확보하며 1979년부터 운영 중인 과산화수소 사업에서의 경쟁력과 시장 지위를 더욱 높일 수 있게 됐다는 설명이다. 민경준 포스코케미칼 사장은 "OCI와의 협력을 통해 고부가가치 화학, 소재 분야로 사업을 확대하고 성장 동력을 확보하게 됐다"면서 "반도체 산업에 필수 소재를 안정적으로 공급해 국내 산업 경쟁력의 강화에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 한편 양사는 2019년 4월, 양해각서를 체결하고 석탄화학 분야에서의 원료와 기술을 활용해 다양한 협력사업을 추진하기로 했다. 긴밀하고 장기적인 파트너쉽을 통해 다양한 고부가가치 소재사업을 추진할 계획이다.  kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 소독제를 비롯해 반도체 공정과 폐수 처리까지 널리 쓰이는 과산화수소를 쉽고 간단하게 만들 수 있는 기술을 개발했다. 연구진이 만든 촉매로 수소와 산소가 반응해 최대 95%까지 과산화수소로 만들어졌다. 또한 이 촉매를 이용한 과산화수소 생산 공정은 10℃의 온도, 일반 기압만으로도 가능하며 8시간 이상 사용해도 생산능력이 그대로 유지됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 계산과학연구센터 한상수, 김동훈 박사, 물질구조제어연구센터 이승용 박사, 고려대 이관영 교수 공동연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 과산화수소 생산용 백금-금 합금 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 한상수 센터장은 "이 촉매 기술은 장소 제약 없이도 친환경 과산화수소를 생산하는 기술로 상용화를 대폭 앞당겼다는 데에 의의가 있다"고 설명했다. 또한 "시행착오를 통해 연구해 나가는 분야인 촉매 소재 개발을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있었다"고 말했다. 과산화수소는 반도체의 불순물 제거나 종이의 표백제, 폐수 처리제 등에서 친환경 산화제로 다양한 산업군에 사용되고 있다. 특히 멸균 성분이 강해 코로나19 방역에도 쓰인다. 글로벌 시장조사기관 글로벌 마켓 인사이트는 2024년까지 전세계 과산화수소 시장 규모가 60억달러(약 7조1400억원)를 넘을 것으로 전망했다. 기존 생산 공정은 독성 물질을 사용하고 대규모의 설비가 필요해 제한된 장소에서만 생산이 가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 팔라듐 촉매를 이용해 과산화수소를 생산하는 기술이 개발됐다. 하지만 최대 40%만이 과산화수소가 만들어지고 나머지 60%는 물로 만들어져 아직 상용화되지 못하고 있다. 연구진은 촉매를 만드는 연구에 컴퓨터 시뮬레이션으로 이론적 예측 방법을 적용했다. 그 결과 새로운 형태의 백금-금 합금계 나노입자 촉매를 개발했다. 백금과 금이 만들어지기 이전인 원소형태에서 섞어 강제로 합금형태의 나노입자를 만들었다. 이 방식을 활용해 백금과 금의 전구체 양을 조절, 입자의 함량을 제어했다. 연구진은 백금과 금의 비율을 조절하면서 실험한 결과 백금 10%, 금 90%인 합금 나노입자 촉매일때 수소와 산소가 반응해 최대 95%까지 과산화수소로 만들어졌다. 연구진은 백금-금 합금 소재가 비교적 간단한 방법으로 상온에서 단시간 만에 합성할 수 있었다고 설명했다. 향후에는 반도체와 펄프 산업, 하수처리 시설 등에 과산화수소가 필요할 때마다 바로 합성해 사용이 가능 적용이 가능할 것이라고 전망했다. 연구진은 백금-금 합금 촉매 소재와 관련해 국내는 물론 미국과 유럽, 일본 특허도 출원 및 등록했다고 말했다. 향후 실제 산업현장 상용화를 위해 파일럿 플랜트-실증-양산 단계의 추가 연구가 필요하다고 설명했다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제저널인 '악타 머터리얼리아(Acta Materialia)' 최신호에 게재됐다.    monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] OCI는 24일 동우화인켐과 4902억원 규모로 전자급 과산화수소 공급계약을 체결했다고 공시했다. 이는 지난해 매출액 대비 18.8%에 해당한다.  ggg@fnnews.com 강구귀 기자

[파이낸셜뉴스] 이테크건설이 피앤오케미칼과 867억원 규모의 고순도 과산화수소 공장 건설공사 계약을 체결했다고 24일 밝혔다. 해당 공사는 연간 5만t(100%농도 기준) 가량이 생산되는 규모로 건설되며 이 가운데 3만t 가량이 디스플레이 등 첨단산업에 쓰이는 전자급 과산화수소 생산공장으로 지어질 예정이다. 포스코 광양제철소 인근 4만2000㎡ 부지에 건설되며 이테크건설이 설계부터, 구매, 시공까지 전 과정을 담당해 2022년 5월 말까지 완공할 계획이다. 이테크건설은 관계자는 “과거 OCI의 과산화수소 공장 건설을 1차부터 3차까지 모두 성공적으로 수행했으며 그 외에도 첨단산업 관련 다양한 기업의 프로젝트를 수행했다”며 “이테크건설은 관련 기술력과 경험, 노하우를 모두 인정받고 있다”고 설명했다. 고순도 과산화수소는 반도체, 디스플레이 등의 식각과 세척 공정에 사용된다. 업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스의 반도체 라인 증설로 인한 수요증가로 2023년부터 공급부족을 예상했으나, 이번 증설이 공급부족 해소에 기여할 것으로 보고 있다. aber@fnnews.com 박지영 기자