초록 ▼

□ 연구개요
√ 지속가능한 녹색 에너지 성장 사업의 일환으로 PE, PP, PS, PC, PET, 및 Epoxy resin (Bisphenol A based) 등의 범용 플라스틱을 재사용, 재활용하는 방안 개발이 주목받고 있음.
√ 그러나, 플라스틱 내의 안정한 화학 결합을 선택적으로 끊어내고 고분자-단량체 단위를 정밀하게 조절할 수 있는가는 기술적으로 매우 어려우며, 에너지 및 비용 측면에서 효율적이지 않음.
√ 분해하기 어려운 범용 플라스틱을 재사용, 재활용을 위해서는 비교적 분해하기 쉬운 작은 단위체의 분해에

□ 연구개요
√ 지속가능한 녹색 에너지 성장 사업의 일환으로 PE, PP, PS, PC, PET, 및 Epoxy resin (Bisphenol A based) 등의 범용 플라스틱을 재사용, 재활용하는 방안 개발이 주목받고 있음.
√ 그러나, 플라스틱 내의 안정한 화학 결합을 선택적으로 끊어내고 고분자-단량체 단위를 정밀하게 조절할 수 있는가는 기술적으로 매우 어려우며, 에너지 및 비용 측면에서 효율적이지 않음.
√ 분해하기 어려운 범용 플라스틱을 재사용, 재활용을 위해서는 비교적 분해하기 쉬운 작은 단위체의 분해에 대해 선행연구 하는 것이 바람직하며, 이 측면에 있어 화학 결합 구조가 비슷하면서, 분해의 가치가 있고, 이미 연구가 활발히 진행되고 있는 리그닌 고분자의 분해에 주목할 필요가 있음.
√ 본 연구에서는 유기-무기물로 구성되어 있으며 각 구성성분을 쉽게 치환할 수 있는 polyoxometalate (이하 POM)라고 불리는 광촉매를 이용하여, 원하는 화학 결합을 선택적으로 분해하는 고효율의 광화학적 촉매를 개발하고, 플라스틱, 리그닌을 비롯한 고분자 물질의 재사용 및 재활용 방안을 모색하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
√ 주모델로 선정한 Giant Kelplerate POM 두 종류를 합성 완료함.
√ 분해 메커니즘 탐구를 위해 사용할 리그닌 기본 모델 합성을 완료하였으며, 리그닌 분해 환경의 최적화와 분해 메커니즘 연구를 위한 셋업을 진행.
√ 합성한 Giant Keplerate POM이 다양한 용매 상에서 어떤 크기 분포와 용해도를 가지는지 확인중이며, 광화학적 특성에 대한 추가 Characterization을 진행.

□ 연구개발결과의 중요성
√ 간단한 방식으로 리간드를 치환하는 것만으로 다양한 산화-환원 잠재력을 가지는 촉매를 합성할 수 있으며, 이 치환 방법을 활용하여 촉매의 HOMO-LUMO 에너지 준위와 화학 결합 분해 메커니즘의 연관성을 밝히는데 의의가 있음.
√ 부분적으로 다른 산화-환원 잠재력을 가지는 하이브리드 POM을 합성하는 것을 통해 선택적으로 C-O, C-C 화학 결합을 끊어내는 것이 가능할 것이라고 바라보고 있으며, 이는 고분자 물질의 분해 및 재사용, 재활용에 중요한 초석이 될 것임.
√ 분해 환경의 최적화를 통해 복잡한 구조의 nature lignin을 성공적으로 분해하게 된다면, 비슷한 구조를 가지는 플라스틱 역시 충분히 분해 가능할 것임.
√ 용매 용해도와 재사용성이 좋은 POM은 연료전지와 함께 사용되어 지속가능한 전기에너지의 개발에도 활용될 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구의 필요성 ... 4
• 1.2. Polyoxometalate ... 4
• 1.3. 연구 목표 및 전략 ... 4
• 2. 연구수행 내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구 성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13