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목질 바이오매스로부터의 당 유도체 합성

전문가 제언: ○ 지구온난화를 억제하고 지속가능한 사회를 실현하기 위해 재생가능 자원인 바이오매스를 유효하게 이용하는 방법의 확립이 절실히 요구되고 있다. 최근 바이오매스로서 주로 옥수수나 밀 등 곡물 유래의 전분에서 에탄올을 합성하여 가솔린에 첨가하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 이들 곡물은 식량과 경합하기 때문에 가격앙등이나 기아증가가 걱정되고 있다. 이와 같은 배경에서 식량과 경합하지 않으면서 화학원료로서 유용하게 이용되지 못하던 목질 바이오매스가 주목을 받고 있다.

○ 셀룰로오스의 가수분해 문제의 해결책으로 고체촉매의 이용이 거론되고 있다. 고체촉매는 ①생성물과 용이하게 분리회수가 가능하고, ②내구성이 우수한 고체촉매인 경우는 여러 번 혹은 장기간 사용할 수 있고 또한 ③여러 반응조건을 적용할 수 있는 장점이 있다 최근 고체촉매 중에서도 담지금속 촉매에 착안하여 셀룰로오스 분해가 검토되고 있다. 본 문헌에서는 이에 대하여 설명하고 있다.

○ 당 알코올은 유용한 화합물이다. 그러나 셀룰로오스의 가수분해물인 글루코오스를 합성할 수 있게 된다면 더욱더 큰 용도 전개가 기대된다. 최근 셀룰로오스의 가수분해에 술폰화 탄소 촉매가 유효하다는 것이 보고되었다. 또한 이온액체 중에서는 양이온 교환수지로도 가수분해가 진행되는 것으로 밝혀졌다. 그러나 이들 촉매시스템은 활성이 낮아 보다 고활성의 촉매개발이 요망된다. 담지금속 촉매는 셀룰로오스의 가수분해 촉매로서 작용할 가능성이 있다. 담지금속 촉매에 의한 셀룰로오스로부터 글루코오스 합성이 시도되었다.

○ 바이오매스는 광합성에 의해 재생 가능한 자원인 점 등 장점이 많을 뿐더러 지속적 발전이 가능한 재료로서 기대된다. 그러나 바이오매스는 원유와 비교하여 수분을 많이 함유하고 있고 널리 얇게 분포하며 에너지 밀도가 매우 낮아 수송코스트가 높다. 결과적으로 이 점은 바이오 제품의 가격인상으로 직결된다. 한국의 경우 국토의 크기와 형태, 기후 등 자연환경이 국제 경쟁력을 갖기에는 크게 부족한 것이 현실이다. 따라서 기술개발을 통해 원천적인 독자기술 확보가 최우선이다.

저자: Hirokazu Kabayashi, Atsushi Fukuoka
자료유형: 학술정보