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바이오매스 유래 화합물의 수소화 분해 촉매의 개발

전문가 제언: ○ 재생가능 자원인 식물이나 농산물 또는 그 부산물, 폐기물 등의 바이오매스로부터 당이나 중간화합물을 거쳐서 각종 유용한 화학제품, 에너지원인 바이오에탄올, 바이오 디젤 등을 제조하여, 화학공업 및 에너지의 화석자원 의존성을 탈피하여 순환형 사회를 구축하고 지구온난화에 대해 장기적이며 근본적 해결하려는 시도가 다양하게 시도되고 있으며 그 결과가 기대되고 있다.

○ 본고는 바이오매스로 제조되는 바이오디젤연료 생산 시에 부생되는 글리세린을 수소화 분해하여 부가가치가 높은 프로판디올을 생성하는 촉매와 목질계나 초본계 등의 식품과 경합하지 않는 바이오매스 중에 다량 포함된 헤미 셀룰로오스를 처리하여 얻어진 테트라히드로푸르푸릴 알코올(THFA)을 수소화 분해반응으로 고분자 합성원료가 되는 1,5-펜탄디올을 제조하는 고성능 촉매의 개발에 대하여 설명한 것이다.

○ 글리세린과 테트라히드로푸르푸릴 알코올의 수소화 분해반응의 촉매로는 Rh 촉매에 Re, Mo, W를 첨가하면 효과가 현저하게 증가한다는 사실을 발견하였으며, 탄소담지 Ru/C 촉매에 양이온 교환수지 Amberlyst를 첨가하면 탈수, 수소화의 2원 기능형 반응기구를 통해 글리세린이 1.2-프로판디올로 고 효율로 변환된다.

○ 재생가능한 바이오매스로부터 연료나 유용한 화학품을 제조하려는 기술체계인 바이오 리파이너리(bio-refinery)는 최근 미국을 중심으로 유럽, 일본 등에서 국가 전략으로서 관련 프로젝트가 적극 추진되고 있다. 바이오 제품들은 아직 낮은 효율로 인한 높은 제조원가로 시장 확대에 어려움이 있으나 꾸준한 연구개발과 대기업의 참여로 규모와 범위의 경제가 실현되면 현실적으로 석유 대체가 가능하게 될 것이다. 환경 측면의 이점과 함께 산업 측면의 실익을 고려하여 바이오 리파이너리 산업에 대한 적극적인 관심이 요망된다.

저자: Keiichi Tomishige
자료유형: 학술정보