목재 폐기물을 이용해 항공유나 나일론 등의 원료물질을 생산해 낼 수 있는 새로운 기술이 개발됐다고 합니다. 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 김창수 박사가 캐나다 벤쿠버에 소재한 KIST-UBC(University of British Columbia)의 UBC 교수진들과 공동연구를 통해 내놓은 연구 성과라고 합니다.
최근 전 세계적으로 지구온난화에 대응하기 위해 석유를 대체할 수 있는 연구가 활발히 이뤄지고 있습니다. 그중에서도 생물연료(biomass)는 목재 폐기물과 같이 식용으로 쓰이지 않는 생물연료를 활용하여 만든 연료입니다. 하지만 이러한 비식용 생물연료에서 유래한 바이오에탄올과 바이오디젤은 경제성이 낮다는 한계를 가지고 있습니다.
바이오에탄올의 경우 변환되지 않는 30% 정도의 리그닌의 활용 및 개발 문제에 봉착해 있었고, 바이오 디젤의 경우 부산물인 폐글리세롤이 경제성을 향상시켜야하는 문제점이 있었습니다.
그런데 연구팀은 서로 다른 공정인 바이오에탄올과 바이오 디젤의 부산물을 결합해 고부가가치의 화학물질을 생산할 수 있는 기술을 제시했습니다. 그리고 연구팀은 이 과정에서 기존에 사용되던 귀금속 촉매가 아닌 니켈 촉매를 사용했습니다.
기존의 공정 과정에서는 흡열 반응과 발열 반응이 동시에 하나의 촉매 상에서 일어나 외부에서 수소를 공급해줬어야 했습니다. 하지만 연구팀은 니켈 촉매의 글리세롤 액상개질(수소생산) 능력과 폐글리세롤의 수소화 능력을 동시에 활용했습니다. 따라서 외부의 수소 공급 없이도 리그닌과 폐글리세롤 용액으로부터 석유화학산업의 원료물질을 얻을 수 있게 됐습니다.
이번 연구는 촉매상에서 서로 다른 부산물을 활용해 고부가가치 산물의 생산이 가능해졌다는 점에서 의미가 큽니다. 또한 이번 연구는 비식용 생물연료(biomass)로부터 만들어지는 바이오에탄올 산업과 바이오 디젤 산업의 경제성 향상에 큰 도움이 될 전망입니다.
한편, 실제 현장에 적용돼 공정으로까지 개발되기 위해서는 후속 연구가 필요하다고 합니다. 이번 연구는 <Chemical Engineering Journal>에 게재됐습니다.
