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한국화학연구원. KRICT (Korea Research Institute Of Chemical Technology)

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2010년대

화학산업의 경쟁력 강화와 국가·사회문제 해결에 기여하는 한국화학연구원

01 세계 최초의 촉매이용 나프타 분해공정 기술

연구성과의 우수성
  • 세계 최초, 최고 성능의 촉매를 이용한 중질나프타 유동층 접촉분해 공정 개발
  • 2011 산업기술연구회 도전과제 중 대표적 성공사례에 선정
  • 중국 수출 성공 : 산시성 옌창 석유화학에 적용하는 상용 공정 라이선스·엔지니어링 계약 체결
  • 석유화학산업의 기초원료(경질 올레핀 : 에틸렌, 프로필렌)제조를 위한 연속 재생방식의 에너지 절약형 기술
    • - 기존 고온 열분해법(850~1000°C) 대신, 유동층 촉매반응(650°C)을 이용하여 에너지 사용 20% 및 이산화탄소 배출 20% 저감, 올레핀 수율 25% 향상 가능
    • - 저급의 중질 나프타로부터 고부가가치의 경질올레핀을 50% 이상 얻을 수 있는 촉매 개발
  • 공동개발 중인 SK에너지(주)에 기술이전, 세계적 석유화학플랜트 엔지니어링 업체인 미국 KBR사와 상용화 공동 추진
    • - SK에너지 울산컴플렉스내 300억원을 투입 Demo Plant 평가 완료
연구성과소개영상
기대효과
  • 선진국에서 완성하지 못한 나프타 접촉분해기술을 국내 독자기술로 개발에 성공함으로써 국내 석유화학기술의 국제적 위상 제고, 석유화학산업의 "파이넥스공법"에 비견
  • 화학(연), SK에너지, KBR사가 공동 추진하는 적극적 오픈이노베이션의 결과, 약 20년이 걸리는 석유화학 신공정 개발기간을 10년으로 단축, 예산절감

공장내 설치된 플랜트 사진  (높이 50m, 설치면적 250㎡)

02 초다공성 하이브리드 나노세공체 개발

연구성과의 우수성
  • 국가과학기술위원회가 발표한 '2011 국가연구개발 우수성과 10선'에 선정
  • 산업기술연구회 최우수연구자상 수상(장종산 박사/2012.3.15)성과
  • 세계 최고수준의 표면적(1,700~5,000 m2/g)을 갖는 하이브리드 나노세공체(K-Nanosorb) 개발 및 대량합성 기술 확보
  • 제습기, 건조기, 흡착식 냉방기, 히트펌프 등 에너지 절약형 재생 수분 흡·탈착 관련 시스템에 적용한 기술 개발
  • 80℃ 이하 저온에서 다량의 수분탈착이 가능한 에너지 절약형 하이브리드 나노흡착제 개발
    (기존 대비 에너지 효율 약 2배 상승)
  • 국내·외 특허출원/등록 12건, Nature Materials 誌, Angewandte Chemie 誌(표지논문) 등 20편의 국제저널 논문 게재
연구성과소개영상
기대효과
  • 국내시장 1조 5천억원, 세계시장 45조원 규모 제습, 건조, 냉방시스템 산업에 핵심 원천소재로 응용 기대
    (출처 : Desicant-Based Market Analysis 자료)
  • 화학(연)의 에너지 절약형 하이브리드 나노세공체 개발 및 사업화
  • 국내 산업부분 에너지 소비량의 7%를 차지하는 산업용 건조기에 에너지 절약형 나노흡착제를 사용하여 에너지 절감효과 기대

하이브리드 나노 세공체 k-nanosorb의 기술개발 포트폴리오 , 하이브리드 나노세공체의 에너지 절약형 수분흡착제 기술적용 대상 예시 사진(가정용 흡착제 로터형 제습기, 공기청정기용 각종 필터(탈취, VOC, SARS) 가정용 음식물 처리기, 산업용 로터형 제습설비, 산업용 에어컨 공조기

03 무기반도체 감응형 무-유기 헤테로접합 고효율 태양전지 제조 기술

연구성과의 우수성
  • 국가과학기술위원회가 발표한 '2011 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정
  • 저가, 고효율 태양전지 제조용 원천기술개발
  • 염료감응태양전지의 구조적 장점을 이용하여 박막태양전지의 고효율화와 유기태양 전지의 저가격화 가능성을 결합한 새로운 개념/원리의 태양전지 기술
  • 무기물의 장점과 유기물의 장점을 결합한 화학 소재 기술을 적용
  • 관련 기술 산업재산권 확보: 국내 출원 7건 (현재 등록 2건, 해외 등록/출원 2건)
  • 화학(연)이 제 3세대형 태양전지 제조 기술을 세계적으로 선도할 수 있는 핵심 기반 기술
연구성과소개영상
기대효과
  • 저가 화학소재의 사용과 제조 방법의 저가격 실현이 가능하여 향후 추가 연구에 의한 저가격 태양전지 제조로 신재생 에너지 산업의 경제/기술적인 파급 예상
  • 대면적/유연성 형태의 태양전지 제조에도 활용 가능
  • 넓은 파장대역의 태양광을 활용한 고효율 태양전지 연구에도 기술적 파급 예상

무-유기 이종접합 태양전지 구조도 이미지, 하이브리드 솔라셀 구조 사진

04 단일분자 검출감도 나노라만 신기술 개발

연구성과의 우수성
  • 국가과학기술위원회가 발표한 '2011 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정
  • 기존 나노입자 합성 및 라만 검지법에 새로운 방향 제시
  • 체외진단을 위한 분자진단프로브, 단일세포의 선택적 나노이미징, 초고감도 나노바이오 광센서, 유전자 염기서열 분석 등에 광범위하게 사용 가능한 단일분자 검출감도 나노라만 신기술 개발
  • 재현성 있고 정량적으로 분자 한 개에서 나오는 나노 라만신호를 검출할 수 있는 기술 개발
  • 향후 라만과 나노분야의 큰 문제를 해결할 수 있는 길 마련
  • 체외진단, 체내 이미징, 나노광센서 등 응용할 수 있는 기틀 마련
연구성과소개영상
기대효과
  • 중합효소연쇄반응보다 더 빠르고 정확하게 감염여부를 확인
  • 단백질 관련 질환 진단이나 약물의 작용점 스크리닝에도 확대 응용
  • 신종플루, 간염, AIDS 같은 전염성 질병의 확진기간을 몇 시간 이내로 단축

05 신생혈관 억제에 의한 황반변성 치료제

연구성과의 우수성
  • VEGF에 의해 유도되는 신호전달을 억제하여 신생혈관생성을 억제하는 저분자 화합물 도출
  • 점안제로 투여가 가능하여 기존의 안구 직접주사 치료방식 개선
  • 동물실험에서 각막 및 맥락막 신생혈관을 효과적으로 억제하는 것을 확인하여
    황반변성 치료제로 개발 가능
연구성과소개영상
기대효과
  • 황반변성 치료제는 2009년 24억 달러에서 연 10% 성장해 2014년 40억 달러 규모로 높은 성장 전망
  • 2018년까지 신개념의 황반변성 치료제 출시 기대 (한림제약(주)에 기술이전)
  • 환자의 편의성 및 치료비용 절감 기대
  • 기존 주사제 치료시장 대체 및 세계시장 진출 예상

신생혈관생성에 의한 황반변성 예시 이미지, 개발후보 화합물에 의한 망막 신생혈관 억제효과 예시 이미지

06 CO₂및 메탄을 이용한 메탄올 제조기술 개발

연구성과의 우수성
  • 온실가스 주성분인 이산화탄소(CO₂)의 경제적 활용 방안으로서 이산화탄소를 메탄과 반응시켜 화학산업 및 청정연료의 기초원료인 메탄올 제조 기술
  • 5kg/일 규모(메탄올 기준)의 이산화탄소로부터 메탄올 합성 핵심기술개발 완료 :
    촉매 및 공정 최적화, CO₂이용율 90% 이상, 실질 저감율 60% 이상
  • 50kg/일 규모의 파일럿 플랜트의 제작/설치 및 성공적인 운전
  • 상용화 전 단계로 10톤/일 규모의 실증 플랜트 개발을 통한 상용플랜트 기본설계 패키지 개발 예정
파급효과
  • 온실가스 저감기술 및 재활용에 관한 원천기술 확보
  • 석유화학단지내 부산물 (메탄, CO₂) 활용시 메탄올의 전량 수입대체 (연간 7억달러 이상, CO₂~20만톤/년 저감)
  • CO₂함유 가스전 활용 (동남아 다량 분포): CO₂방출 위험 없이 고부가치화
  • 메탄올의 세계시장은 약 230억달러이며 매년 약 6% 성장 예상
  • DME(디메틸에테르), 바이오디젤이 청정연료로서 보급이 확대되면 원료인 메탄올의 수요가 급속하게 증가할 전망

파일럿 플랜트 이미지

07 TAZ단백질을 타겟으로 하는 신개념의 골다공증 치료제 개발

연구성과의 우수성
  • 세계 최초로 새로운 기전의 물질로 골다공증치료제 개발에 성공
    - "타즈"는 성체줄기세포로부터 지방세포 분화를 억제하면서 골세포 분화를 촉진하는 조절단백질
  • 다양한 동물모델을 활용하여 경구 투여시, in vivo에서도 골형성 촉진 및 골흡수 억제 효과가 관찰
  • 약동력학 및 독성 실험결과 구강투여제로 개발 가능, 독성도 관찰 되지 않는 화합물로 확인
  • 혁신신약으로, 골다공증의 궁극적인 치료라 할 수 있는 소실된 뼈를 정상화시키는데 효과가 있을 것으로 기대
  • 세계 최초로 새로운 기전의 물질로 골다공증치료제 개발에 성공
파급효과
  • 골 형성 촉진효과의 부족과 환자의 복용 순응도의 문제(경구투여시 위장관 자극문제, 주사 등의 투여방법의 문제) 등 기존 치료제의 부작용 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대
  • 새로운 골격의 저분자 합성화합물로 개발해, 생산비 절감 및 상업성 향상 가능
  • CO₂함유 가스전 활용 (동남아 다량 분포): CO₂방출 위험 없이 고부가치화
  • 신풍제약(주)과 기술실시계약 체결. 향후 전임상, 임상시험 등 상품화를 위한 개발을 거쳐 2018년까지 치료제를 출시할 예정

골다공증의 현상 및 발병원인 설명 이미지, 개발 화합물의 작용기전 설명 이미지