국내 연구팀이 목재에서 고부가가치 화학물질을 제조할 수 있는 나노촉매를 설계하는데 성공했다.
부산대학교 제정호 교수 연구팀과 한국과학기술연구원(KIST) 하정명 박사 연구팀은 공동연구를 통해 목재로부터 바이오연료를 생산할 때 버려지는 성분으로 GVL(Gamma Valerolactone)을 직접 제조하는 촉매를 개발했다고 10월19일 밝혔다.
최근 목재에서 바이오에탄올(Bio-Ethanol)과 같은 연료를 생산해 석유를 대체할 에너지원으로 활용하려는 연구가 활발히 진행되고 있으나 목재에서 연료로 전환할 수 있는 성분은 50%에 불과하며 다량의 탄소원이 폐기물로 남아 생산효율이 매우 낮다는 문제점이 있다.
연구팀은 목재에서 바이오연료를 생산할 때 발생하는 폐기물을 유용하게 쓸 수 있도록 버려지는 성분 가운데 하나인 헤미셀룰로오스(Hemicellulose)를 GVL로 전환하는 방법을 고안했다.
GVL은 친환경 용매, 연료 첨가체, 바이오 플래스틱 구성물질 등 다양하게 활용될 수 있고 단독으로도 연료물질로서 잠재력을 갖춘 고부가가치 화학물질이다.
개발된 촉매는 저가의 실리카(Silica) 제올라이트(Zeolite), 귀금속을 대신할 지르코늄 금속이 도입돼 경제적이며 헤미셀룰로오스를 GVL로 전환할 때의 다단계 화학반응을 한단계로 해결함으로써 공정효율을 70%까지 향상시키는 것으로 알려졌다.
제정호 교수는 “신규 촉매는 폐바이오매스(Biomass) 성분을 경제적·효율적으로 고부가가치 화학물질로 전환 가능함을 보여줬다”며 “목재를 기반으로 하는 연료 및 에너지 생산공정의 경제성을 향상시키는데 기여할 것”이라고 강조했다.
연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기후변화대응기술개발사업과 KIST 기관고유사업의 지원으로 수행됐으며 국제학술지 Applied Catalysis B: Environmental에 9월 게재됐다. <강윤화 기자>