한국화학연구원은 이상구 박사팀이 탄소·수소로 이뤄진 원료의 수소 원자를 불소로 바꾸는 ‘전기화학 불소화법’에 특수 불소계 전도성 첨가제를 도입, 전환율을 대폭 향상시키는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.
이로써 중요 산업원재료이자 불소계 유체인 ‘수소불화에테르’를 직접 생산할 수 있게 됐다.
불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등 냉각제·세정제로 활용된다. 다만 수소가 모두 불소로 대체된 ‘전 불소계 유체’는 지구온난화 영향이 커 대체가 필수다. 이에 ‘수소불화에테르(HFE)’ 소재가 주목받고 있다.
하지만 HFE는 특정 해외 기업이 90% 이상 점유율을 보유하며, 국내 화학산업에서도 전량 수입하는 실정이다.
연구팀은 기존 전기화학 불소화법에 전도성 불소계 첨가제를 새롭게 추가해, 소재를 국산화하고 우수한 물성까지 확보했다.
이를 위해 전기화학 반응이 원활하게 이뤄지는 다층 구조 니켈 전극판을 장착한 반응기를 직접 설계·제작하기도 했다. 더 효율적인 불소화 반응 환경을 구축, 안정적으로 작동하는 전기화학 불소화 장치를 완성했다.
기존 기술은 원료 중간체 전환율이 50~55% 수준이지만, 본 기술은 62~66% 수준으로 약 20% 증가했다.
또 불필요한 부산물이 줄어들어 HFE 생산성이 향상됐으며, 고순도 불소 화합물을 효율적으로 생산할 수 있다.
개발 기술은 냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만(대표 김태한)에 이전됐으며, 상용화 후속 연구가 진행 중이다.
이상구 박사는 “글로벌 기업에 의존도가 높은 불소 화학 핵심소재 원천기술 확보로 기술자립을 앞당기는 중요한 발판이 될 것”이라며 “후속 연구로 다양한 산업에 적용가능한 첨단소재 기술을 선도하겠다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
