- 한정된 석유자원과 지속적으로 상승하는 기름값은 석유 대신 자연물질에서 연료와 합성 화학물질을 찾으려는
연구에 대한 관심을 고조시킴
- 바이오리파이너리(biorefinery)에 대한 많은 화학자들의 오랜 염원이 곧 해결될 전망
· 최근 미국 과학자들은 자연에 흔히 존재하는 당(Sugar)을 석유 대체물질로 전환하는
바이오리파이너리(Biorefineryㆍ생물정제)에 성공
(6월 15일자 사이언스(Science)지에 발표)
· 한편 이 방법은 찌꺼기의 불순물은 거의 발생시키지 않음
※ 생물정제(Biorefinery) : 석유가 아닌 콩 옥수수 등 재생 가능한 식물자원인 바이오매스에서 바이오연료와
화학제품을 제조하는 기술로 기존 원유정제와 석유화학 공정에 대응하는 산업
▒ 저렴하고 간단한 Glucose-플라스틱 변환 기술 개발
- 美 에너지부 산하 Pacific Northwest 국립연구소 (PNNL) 계면촉매연구소는
연료와 폴리에스테르를 제조키 위해 필요한 글루코오스를 간단한 방법으로
플라스틱과 연료로 변환하는 기술을 개발
· 글루코오스를 나무에서 추출해 HMF(hydroxymethylfurfural, 석유대체
화학물질)로 전환시켜 플라스틱 등 석유화학 제품을 제조
· 기존 기술의 정화공정을 생략, 비용 절감 효과가 큰 것이 장점
※ HMF는 탄수화물에서 유도되는 화학물질로 석유로 만들어지는 화학물질을
대체할 수 있는 물질임.
연구팀은 금속화합물과 이온성 액체를 이용해 순도 높은 HMF를 추출
- 바이오매스에서 추출한 글루코오스에서 HMF 전환이 잘 되도록 하는
촉매 개발을 통해 분리와 정제비용을 낮추는 데 주력
- 특히 이번에 개발된 기술은 이온성 액체를 촉매로 해 수율을 높이고
바이오물질을 이용했기 때문에 폐기물 배출을 억제할 수 있다는 점에서
높은 평가
- 나무에서 만들어진 플라스틱 등 석유화학 제품은 생물분해성이 좋아
환경에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대
- 또한, 나무에서 추출하는 석유화학 대체물질 활용도를 높이기 위해
다양한 부산물질을 만드는 방법도 개발
▒ 상세 기술 내용
- 옥수수, 감자, 풀 등의 원료에 새로운 촉매를 사용, 폴리에스터, 플라스틱,
산업용 화합물, 연료 등으로 변환하는데 성공
· 기존에도 유사한 변환 기술이 개발된 바 있으나 복잡한 처리과정과
높은 처리비용이 단점으로 지적돼왔음
· 연구팀은 촉매를 사용해 설탕을 복합 유기물 HMF로 변환한 후, 이를
다시 디젤과 유사한 연료와 폴리에스터로 변환
· 기존 기법은 acidic catalyst와 수용성 솔루션을 사용하기 때문에
불순물이 많이 포함되는 반면, 새 기법은 ionic liquids를 솔루션으로,
chromium chlorides를 촉매로 사용해 불순물이 거의 없음
-> 정화 과정에 사용되는 비용을 줄일 수 있음
· HMF 변환 성공률은 fructose는 90%, glucose는 70%에 달함
· 처리온도는 fructose는 섭씨 80도, glucose는 섭씨 100도
▒ 궁극적 목표는 cellulosic biomass를 HMF로 효과적으로 변환할 수
있는 경제적인 reactor의 구축
- 현재 cellulose를 직접 처리할 수 있는 방법에 관한 연구를 진행 중
· 현재는 원유에서 석유화학물질을 추출하는 방법에 비해 비용이 더 들지만 더 효과적인 촉매가 개발된다면 비용은 훨씬 낮아질 것으로 기대
- Glucose를 HMF로 변환하기 위한 commercial process 개발은 수년이 더 소요될 전망
<출처> 매일경제, 2007.06.18 16:54:09
ScienceDaily(美), June 15, 2007
MIT Technology Review(美), June 19, 2007
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