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[기술] 버려지는 목재에서 고부가 화학물질 개발

date2018-10-24

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국내 연구팀이 나노촉매를 설계해 목재에서 고부가가치 화학물질을 제조해냈다.

 

부산대 제정호 교수·한국과학기술연구원(KIST) 하정명 박사 연구팀은 목재로부터 바이오연료를 생산할 때 버려지는 성분으로 감마발레로락톤(GVL)을 직접 제조하는 촉매를 개발했다. 목재에서 바이오에탄올 같은 연료를 생산해 석유를 대체할 에너지원으로 활용하려는 연구는 전 세계적으로 활발하다. 그러나 목재에서 연료로 전환할 수 있는 성분은 50안팎에 그친다. 나머지는 대부분 폐기물로 버려져, 생산 효율이 낮다는 한계가 있다.

 

공동 연구팀은 목재에서 바이오 연료를 생산할 때 발생하는 폐기물을 유용하게 쓸 수 있는 촉매를 고안했다. 버려지는 성분 중 하나인 헤미셀룰로스를 GVL으로 전환한 게 그 핵심 성과다. GVL은 친환경 용매, 연료 첨가제, 바이오 플라스틱 구성 물질 등으로 다양하게 쓸 수 있다. 그 자체로도 연료 물질로서 잠재력 있는 고부가가치 화합물질이다.

 

연구팀이 개발한 촉매는 비교적 저렴한 금속산화물(인텅스텐화합물이 고정된 지르코늄 치환 제올라이트 촉매)을 도입해 만들었다. 이를 활용하면 헤미셀룰로스를 GVL로 전환할 때 필요했던 여러 단계의 화학반응을 한 단계로 해결할 수 있다. 전체 공정 효율은 70까지 끌어올렸다.

 

제정호 교수는 "폐 바이오매스 성분을 효율적으로 고부가가치 화학물질로 전환할 수 있다는 사실을 보여준 것"이라며 "목재를 기반으로 하는 연료·에너지 생산 공정 경제성을 높이는 데 도움을 줄 것"이라고 말했다.