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제목 나무에서 친환경 바이오플라스틱 만든다...부산대, KIST와 고부가 'GVL' 제조기술 개발
작성자 사무국
작성일자 2020-03-19
카테고리 뉴스

나무에서 친환경 바이오플라스틱 만든다...부산대, KIST와 고부가 'GVL' 제조기술 개발





국내 연구진이 나무에서 친환경 바이오플라스틱을 비롯한 고부가가치 화학물질을 만드는 기술을 개발했다. 

한국연구재단(이사장 노정혜)은 제정호 부산대 화공생명공학과 교수팀이 하정명 한국과학기술연구원(KIST) 박사팀과 함께 목재에서 바이오연료 생산 시 버려지는 성분으로 '감마발레로락톤(GVL)'을 제조하는 촉매 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.






<개발된 복합 촉매에서 GVL 전환 경로 및 분석 사진>




GVL은 GVL은 친환경 용매, 연료 첨가제, 바이오플라스틱 구성물질 등 다양한 분야에 활용할 수 있다. 자체로도 잠재적인 연료물질인 고부가가치 화합물질이다.

최근 목재에서 바이오에탄올과 같은 연료를 생산해 에너지원으로 활용하려는 연구가 활발하게 진행되면서 주목받고 있다. 목재 연료 전환 성분은 50%에 불과하다. 많은 탄소원이 폐기물로 남아 생산효율이 매우 낮다. 

GVL 제조에는 바이오매스의 30%를 차지하는 폐바이오매스 성분인 '헤미셀룰로오스'를 활용하는데, 기존에는 공정 효율과 경제성이 낮다는 문제가 있다.






<제정호 부산대 교수>




귀금속인 루테늄 촉매 및 수소 가스가 필수고 탈수·수소화·개환반응 등 다단계 화학반응을 거쳐야 한다. 

연구팀은 루테늄 대신에 제올라이트 골격 내에 지르코늄이 치환된 저가 금속산화물 촉매를 적용했다. 이 촉매는 반응 용매인 알코올이 수소 가스 역할을 대신해 외부 수소 공급 없이 촉매 환원반응을 일으킨다. 

연구팀은 촉매 외부 표면에 인텅스텐화합물을 고정하는 방법으로 탈수 및 개환 반응 선택도를 촉진했다. 이 결과로 단일 공정만으로 기존 다단계 공정에 견줄만한 70% 생산 수율을 확보했다. 








<하정명 KIST 박사>




제정호 교수는 “개발 촉매는 폐바이오매스 성분을 경제적이고 효율적으로 고부가가치 화학물질로 전환할 수 있음을 보여줬다”며 “목재 기반 연료 및 에너지 생산 공정의 경제성을 향상시키는데 기여할 것”이라고 말했다. 

대전=김영준기자   //  전자신문  2018.10.22