자성촉매를 이용한 바이오매스 전환

전문가 제언

 

○ 국내에서도 알루미나에 지지된 Ru 촉매를 이용한 HMF의 DFF 전환 등에 관한 연구들이 최근에 고려대 등에서 진행되고 있지만 자성촉매를 이용한 바이오매스 전환연구는 아직까지 활발하지 못하다. 바이오리파이너리 산업에서 촉매비용이 차지하는 부분을 고려할 때 자성촉매 연구의 활성화가 시급하다고 사료된다.

 

○ 바이오매스의 전환반응과 촉매의 구조-성질의 심층적 이해가 절실히 요구된다. 왜냐하면 그러한 정보 없이는 새로운 성질의 촉매 개발이 어렵기 때문이다. 문제는 대부분이 불균일촉매이기 때문에 촉매의 활성부위와 불용성 기질 사이의 상호작용을 어떻게 들여다볼 것인가이다.

 

○ 염기가 글루코오스를 과당으로 이성질화 시킨다는 보고는 매우 고무적이다. 왜냐하면 포도당과 과당 사이의 염기촉매 전환효율이 높다면 이성질화 효소를 사용하는 것보다 산업적으로 훨씬 유리하기 때문이다. 즉, 값싼 글루코오스 기반의 다당류로부터 HMF EMF 생산을 매우 쉽게 수행할 수 있기 때문이다. 그러나 염기의 활성부위를 구조적 선택성이 높은 형태로 설계하는 것은 쉽지 않을 것으로 추정된다.

 

○ 이 자료에 보고된 결과에 의하면 셀룰로오스 가수분해에 가장 효율적인 촉매는 강산성의 설폰산 자성촉매이다, 그러나 최적 반응조건에서도 포도당 전환수율이 50%를 넘지 못한다. 이것은 아마도 나노자성입자의 결정성 셀룰로오스로의 낮은 침투성 때문으로 생각된다.

 

○ 이것을 극복할 수 있는 방안으로 안정성이 더욱 강화된 촉매의 설계나 또는 결정성 기질구조를 교란시키는 반응용매의 개발(예, 이온성 액체)이 요구된다. 지난번에 소개한 셀룰로오스 폴리머 사슬의 중간을 절단할 수 있는 LPMO 셀룰라아제 고정화 나노바이오 자성촉매의 개발이 포도당의 생산수율을 높이는 새로운 아이디어일 수도 있다.

 

○ 바이오리파이너리에서 중요한 위치에 있는 DFF와 FDCA의 전환합성에서 값비싼 귀금속 촉매 대신에 값싼 전이금속 기반의 자성촉매 개발이 기대된다.

저자

Bing Liu and Zehui Zhang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

6()

잡지명

ACS Catalysis

과학기술
표준분류

에너지

페이지

326~338

분석자

윤*철

분석물

• 자성촉매를 이용한 바이오매스 전환.pdf [555,467 byte]

이미지변환중입니다.