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리그닌의 열화학적 해중합 및 전환방법

전문가 제언: ○ 화석연료 부족과 온실가스에 대한 우려에서 재생가능하고 비교적 청정한 대체 액체연료와 화학제품을 개발하여 왔다. 식물유 및 사탕수수로부터 생산하는 1세대 바이오연료는 식품 및 농지와의 상충성 때문에 논란이 되고 있어 목질계 바이오매스로부터 2세대 바이오연료를 생산하는 연구개발이 활발하다. 목질계 바이오매스는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌으로 구성되어 있는데, 대부분의 바이오정유공장과 펄프제지공장에서는 전환이 용이한 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 부분의 이용에만 집중하고 리그닌은 연료 등 낮은 용도에 이용한다.

○ 따라서 리그닌으로부터 고부가가치의 화학원료물질을 만들기 위한 연구개발이 2세대 바이오연료 개발과 더불어 주목을 받고 있다. 리그닌을 저분자량 성분으로 분해하는 방법에는 효소적인 방법과 열화학적 방법이 있는데, 이 글은 리그닌을 분해하는 열화학적 방법과 분해된 화합물의 조성과 수율에 영향을 주는 인자를 고찰한 것이다. 리그닌이 분해된 단량체에는 가솔린에서 발견될 수 있는 고옥탄 성분물질과 화학적으로 구조가 비슷하기 때문에 이를 직접 연료로 사용하거나 연료 첨가제 혹은 다른 고부가가치 화학제품으로의 전환이 가능하다.

○ 우리나라에서는 리그닌의 활용에 대한 기초연구가 다양한 연구소에서 추진되고 있다. 일례로 서울대학교의 화학생물공학부 연구실에서는 세계수준의 연구중심대학 육성사업의 하나로 “석유기반의 방향족 화합물 대체를 위한 Lignin Biorefinery 공정개발“을 연구하고 있다. 한편 연세대학교와 경원대학교 화학공학과 연구실에서는 ”볏짚으로부터의 리그닌 추출 및 바닐린 생산“ 연구를 들 수 있다.

○ 목질계 바이오매스로부터의 바이오연료 생산이 경제성을 갖기 위해서는 리그닌의 분해 및 고부가가치 화학제품으로의 전환기술이 반드시 수반되어야 한다. 현재의 산발적인 연구개발보다는 비전과 목표를 가지고 선택과 집중전략에 따른 리그닌의 활용연구가 필요하다고 본다.

저자: Madhav Prasad Pandey, Chang Soo Kim
자료유형: 학술정보