해외신기술
 

폐기물 재활용 이용 바이오디젤 생산 수율 개선

재활용 메탄올 이용, 바이오디젤 생산량 10% 증가…비용절감 효과
영국 카디프대학 연구진, 화석연료 없이 지속가능토록 개선방안 도출

영국 카디프대학(Cardiff University)의 연구진은 생산 과정에서 남겨진 폐기물을 이용하여 바이오디젤(Biodiesel)의 수율을 개선할 수 있는 방안을 도출했다. 이는 간단한 촉매반응을 통해 식물성 기름에서 바이오디젤이 형성하면서 발생되는 부산물을 재활용하는 동시에 더 많은 바이오디젤을 생산하기 위한 구성요소로 변환될 수 있다.

새로운 공정은 추가적인 화석연료(Fossil Fuel)를 사용하지 않고도 지속가능한 방법으로 바이오디젤의 수율을 개선함으로써 환경적으로 큰 혜택을 제공할 것으로 보이며, 바이오디젤 생산 공정의 비용 절감에도 크게 기여할 전망이다. 이번 연구결과는 『Nature Chemistry』에 발표되었다.

유럽연합(EU)은 2020년까지 바이오연료와 같은 재생가능 자원을 활용해 EU 국가에서 사용되는 수송용 연료 중 10%를 공급하겠다는 목표를 가지고 있다. 또한 연료 공급사들은 2010년과 비교해 2020년까지 EU 연료 믹스의 온실가스 집약도를 6%까지 절감해야 한다. 현재 바이오디젤은 보통 화석연료에서 얻어지는 메탄올이 포함된 오일과 지방을 결합해 생산되며, 공정 중에 글리세롤이 부산물로 발생한다. 또한 대규모로 형성되며, 불순물을 많이 포함하므로 정제 및 다른 분야에 재활용되기까지 많은 비용을 필요로 한다.

카디프촉매연구소(Cardiff Catalysis Institute)의 연구진은 글레세롤을 메탄올로 변환하는 방안을 개발했으며, 메탄올은 더 많은 바이오디젤의 생산 시 시작 반응물질로 활용이 가능하다. 연구진은 글리세롤과 물을 반응시켜 산화마그네슘(MgO)을 촉매로 사용했다. 이 반응은 간단한 1단계 공정으로 온화한 조건 속에서 수행된다는 장점이 있다.

또한 재활용된 메탄올을 이용하여 연구진은 바이오디젤 생산을 10% 높였다. 이에 연구진은 관련 산업에 많은 도움을 줄 것이라 주장한다. 이번 연구는 현재 초기 단계가 진행중이며, 향후 추가적인 연구를 통해 촉매 설계를 최적화하고 활성 및 선택성을 크게 개선하는 방안을 모색할 예정이다.

이번 논문의 주저자인 Graham Hutchings 교수는 “바이오디젤 제조는 EU 연료군 중에서 성장하고 있는 부분이며, 화석연료에서 생산된 디젤에 일정량을 투입하도록 법적으로 되어 있다. 우리는 보다 친환경적인 방법으로 바이오디젤을 제조할 수 있는 가능성을 제안하며, 이러한 방법은 원하지 않았던 부산물을 가치 있는 화학물질로 변환시키므로 경제적”이라고 말했다.

공동저자인 Stuart Taylor 교수는 “연구진은 폐글리세롤을 다른 유용한 물질로 사용할 수 있는 방안을 구축하려 했으며, 글리세롤과 물에 간단한 촉매를 투입하여 가치 있는 제품을 생산하고 흥미로운 화학반응을 도출했다는 점에서 놀랍다. 이번 연구는 폐기물을 다루는 방식에 변화를 주고, 화석연료에서 발생하는 탄소배출을 절감해 삶의 질을 개선하며 효율적인 자원 활용을 권장한다”고 말했다.

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015년 9월 9일 / 원문출처 : http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=41238.php]
 

  [『워터저널』 2015년 10월호에 게재]