가수 탈산소 공정 - 바이오매스 연료화 촉매 전환기술의 진전

전문가 제언

○ 리그노셀룰로오스 바이오매스는 자원이 풍부한 재생에너지원이지만 이를 화학적 및 생물학적으로 처리하여 연료나 화학제품으로 만들기가 매우 까다로운 물질이다. 현재 이를 연료와 화학제품으로 전환하는 경로는 가스화, 열분해와 전처리/가수분해 등이며 여기서 얻은 합성가스를 다시 연료 등으로 재합성하는 방법이 있다.

 

○ 이 자료는 리그노셀룰로오스 바이오매스로부터 대체연료를 생산할 수 있는 기술들을 많이 소개하고 있다. 수산화메틸푸르푸랄, 디메틸푸란, 푸르푸랄, 레불린산 등과 이들의 유도체까지를 고려하고 있다. 이런 점에서 최근 바이오매스로부터 유도되는 화합물 연료 생산을 원유에서 유도되는 석유제품들과 비교하여 바이오정유 공정이라고 부른다. 새로운 화합물 연료의 제조와 응용에 관한 기술은 아직 우리나라에서 많이 연구되고 있지 않기 때문에 이 자료에 소개된 연구정보는 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

 

○ 리그노셀룰로오스에서 화합물 연료를 얻으려면 가수 탈산소(HDO) 반응을 필수적으로 거쳐야 한다. 그러나 현재의 HDO 방법은 다음과 같은 심각한 결점이 있는 것으로 보인다. 첫째 촉매비용이 비싸고(보통 귀금속 촉매를 사용), 둘째 극한적 반응조건(높은 온도와 압력)이 필요하며, 셋째 수소화 매체로서 분자수소나 그 보다 더 비싼 수소 공여 용매(예, 개미산)를 써야 하고, 넷째 수율이 낮은 점 등이 그것이다.

 

○ 소량의 귀금속(예, Ru, Pd 또는 Au)을 첨가한 Ni 바탕 촉매가 효율적인 대안으로 보인다. Ni 원자가 촉매 표면을 차지하고 분자 H2 활성을 증진한다. 촉매 중 활성금속과 함께 촉매 지지물도 HDO 공정에서 핵심 역할을 한다. 그런 점에서 활성탄은 가장 촉망되는 촉매 지지물로 보인다. 수소 소비가 적고 최소한의 코크 형성으로 직접 산소 제거에서의 선택성이 크다. 또한 탄소 지지물의 소수성 성질은 HDO 반응에서 나오는 물에 기인한 비활성화에 대한 저항력이 크다.

저자

Sudipta De, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

178()

잡지명

Bioresource Technology

과학기술
표준분류

에너지

페이지

108~118

분석자

김*설

분석물

• 가수 탈산소 공정 - 바이오매스 연료화 촉매 전환기술의 진전.pdf [530,496 byte]

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