KIST-UBC, 바이오에탄올과 바이오 디젤 부산물의 고부가가치화 기술 개발

[인더스트리뉴스 박관희 기자] 최근 국내 연구진이 목재 폐기물을 활용해 석유화학산업의 원료 물질을 생산해 낼 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 밝혔다.

한국과학기술연구원(이하 KIST) 청정에너지연구센터 김창수 박사는 캐나다 벤쿠버에 소재하는 KIST-UBC(University of British Columbia) 바이오 리파이너리(Bio-refinery) 현지랩 프로그램에서 UBC 교수진들과 공동연구를 통해 귀금속이 아닌 니켈 촉매를 사용해 외부 수소의 공급 없이 두 개의 서로 다른 공정의 부산물인 리그닌과 폐글리세롤 용액으로부터 석유화학산업의 원료물질을 생산해 낼 수 있는 새로운 기술의 개념을 제시했다고 밝혔다.

이번에 개발한 기술은 니켈 촉매 상에서 동시반응을 통하여 항공유(Aviation Fuel) 및 나일론 생산원료 화학물질을 생산할 수 있다. 연구진은 고가의 귀금속 촉매 대신에 니켈 촉매를 사용해 높은 경제성을 확보했다. 또한 이 기술은 고도화 과정에서 필수적으로 소요되는 외부 수소의 공급이 필요하지 않은데, 고도화 공정 중에 발생하는 높은 반응열을 글리세롤의 액상개질(수소생산) 반응에 이용해 문제를 해결했다.

이번 연구는 KIST 청정에너지연구센터의 바이오에탄올, 바이오디젤 연구경험을 기반으로 KIST-UBC 바이오리파이너리 현지랩에서 두 공정 부산물을 결합해 항공유 및 석유화학물질을 생산하는 기술의 개념을 제시하고 증명한 결과이다.

이번 연구는 서로 다른 두 개체의 조합을 통한 새로운 대안의 방향제시라는 측면에서 더 큰 의미를 갖는다. 기술적으로는 촉매 상에서 두 개의 서로 다른 부산물을 활용한 고부가가치 산물 생산이 가능해졌으며, 협력연구의 측면에서는 바이오리파이너리 현지랩을 통한 KIST와 UBC의 공동 노력의 결과물로 국제협력의 새로운 모델을 제시했다. 연구진은 이 기술의 개발을 통해 기존의 비식용 생물연료(Biomass) 유래 바이오에탄올 산업과 바이오 디젤 산업의 경제성 향상에 도움이 될 것으로 전망하고 있다.

KIST는 2013년부터 캐나다 벤쿠버 현지에 KIST-UBC 바이오리파이너리 현지랩을 설치해 석유 대체 기술개발을 통한 기후변화 대응 및 지속가능한 성장 가능성을 제시하는 기술들을 연구해오고 있다.

KIST-UBC 바이오리파이너리 현지랩의 김창수 박사는 “이번 연구성과를 계기로 UBC 현지랩의 연구능력 향상과 KIST 본원에서 현재 활발히 연구 중인 리그닌 중심 바이오리파이너리 연구와도 시너지 효과를 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

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