KIST, 목재 찌꺼기에서 석유화학 원료 추출 기술 개발

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김창수 박사
<김창수 박사>

국내외 연구진이 바이오 에탄올, 바이오 디젤 부산물로 석유화학산업 원료 물질을 생산하는 기술을 공동 개발했다. 상용화하면 바이오매스 산업 경제성이 개선된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 김창수 박사가 캐나다 벤쿠버 KIST-UBC 바이오 리파이너리(Bio-refinery) 교수진과 공동연구를 통해 이 같은 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

연구진은 바이오 에탄올, 바이오 디젤 생산 과정에서 나오는 부산물인 리그닌과 폐글리세롤 용액으로부터 석유화학산업의 원료물질을 얻을 수 있는 방법을 제시했다. 리그닌은 목재의 30~40%를 차지하는 고분자물질이다. 대부분 분해되어 폐기되거나 일부 연료로 사용한다.

연구진에 따르면 니켈 촉매 상에서 바이오 에탄올, 바이오 디젤 부산물의 동시반응을 통해 항공유, 나일론 생산원료 화학물질을 생산할 수 있다. 이 공정은 고가의 귀금속 촉매 대신에 니켈 촉매를 사용한다. 고도화 과정에서 외부 수소 공급이 필요 없어 경제성이 높다.

고도화 공정 중에 발생하는 높은 반응열을 글리세롤의 액상개질(수소생산) 반응에 이용했다.

비식용 바이오매스(목질, 초본) 활용 에탄올 생산 부산물인 리그닌 유래 방향족 화합물 (페놀)과 바이오 디젤 생산 부산물인 폐글리세롤 용액의 Raney Ni® 촉매 상의 동시반응을 통해 항공유 및 나일론 원료물질 생산
<비식용 바이오매스(목질, 초본) 활용 에탄올 생산 부산물인 리그닌 유래 방향족 화합물 (페놀)과 바이오 디젤 생산 부산물인 폐글리세롤 용액의 Raney Ni® 촉매 상의 동시반응을 통해 항공유 및 나일론 원료물질 생산>

이번 연구로 동일 촉매 상에서 두 개의 서로 다른 부산물을 활용한 고부가가치 원료 생산이 가능해졌다.

협력연구의 측면에서는 바이오리파이너리 현지랩을 통한 KIST와 UBC의 공동 노력의 결과물로 국제협력의 새로운 모델을 제시했다.

연구진은 기존 비식용 생물연료 유래 바이오 에탄올 산업과 바이오 디젤 산업 경제성 향상에 도움이 될 것으로 전망했다.

세계적으로 지구온난화에 대응을 위해 화석연료 대신 목재 폐기물 같은 비식용 생물연료를 활용하는 분야에서 다양한 연구가 진행 중이다. 그러나 경제성이 낮아 보조금에 의존하는 실정이다.

김창수 KIST 박사는 “두 공정에서 나오는 부산물을 이용해 석유화학 물질을 경제성 있게 확보하는 기술”이라면서 “실제 부산물을 적용하고 동시에 생산물의 분리정제까지 이루는 연속공정의 후속연구가 필요하다”고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행됐다. 연구결과는 '케미칼 엔지니어링 저널' 최신호에 게재됐다.

최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com

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