[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 바이오연료 생산에 필요한 용매를 바이오매스에서 부산물로 발생하는 리그닌으로부터 직접 제조하는 기술이 개발됐다. 이로써 바이오연료·바이오화합물 생산을 위한 중요한 계기가 될 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST·원장 이병권) 청정에너지연구센터 김광호 박사는 캐나다 밴쿠버 소재 KIST-UBC(브리티시컬럼비아대) 현지 랩 프로그램을 통해 바이오매스(biomass) 내 존재하는 리그닌을 활용해 바이오연료 생산에 필요한 새로운 종류의 공융용매를 개발했다고 7일 밝혔다.

리그닌(Lignin)은 셀룰로오스와 함께 바이오매스를 이루는 주성분이다. 기본적으로 리그닌은 목재의 30~40%를 차지하는 고분자물질로 대부분 분해돼 폐기되거나 연료로 사용된다. 공융용매(Deep eutectic solvent)는 다양한 종류의 양이온과 음이온을 포함해 구성 물질들 간 강한 수소결합으로 형성된 용매다.

연구결과(논문명 “Integration of renewable deep eutectic solvents with engineered biomass to achieve a closed-loop biorefinery”)는 미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA)’ 최신호에 게재됐다.

형질전환 바이오매스로부터 분리된 리그닌 기반의 공융용매 제조 및 지속가능한 순환형 바이오연료 생산 모식도 2019.07.07. [자료=KIST]

연구진에 따르면 바이오연료를 생산하기 위해서는 적절한 용매를 활용해 바이오매스로부터 리그닌 성분을 제거 후 이용해야 한다. 현재는 대부분 유기 용매를 이용한다. 유기 용매는 주로 석유화학에서 생산될뿐더러 용매가 적절하게 회수·재활용되지 않으면 바이오연료의 생산 단가 상승에 큰 영향을 미친다. 지속 가능하고 경제성이 확보된 바이오연료 생산을 위해서는 친환경적이고 재생 가능한 용매의 개발이 필요하다.

최근 바이오에탄올을 비롯한 바이오연료 생산 공정 연구에서 기존의 유기용매를 대신하는 새로운 형태의 녹색 용매 개발에 많은 연구가 집중되고 있다.

이에 KIST 연구진은 부산물로 발생되지만, 대부분 폐기됐던 리그닌을 활용해 용매를 개발했다. 김광호 박사는 바이오연료 생산과정에서 부산물로 발생하는 리그닌을 활용해 친환경 용매를 제조하는 데 성공했다.

리그닌을 기반으로 하는 이 용매는 기존의 유기용매를 대신해 바이오연료 생산 공정에 사용할 수 있다. 기존의 유기 용매 시스템을 대체할 수 있고 친환경적이며 재생이 가능하다. 공정에 필요한 물질을 공정 내에서 수급, 활용하는 ‘순환형 바이오연료 생산’을 가능케 해 학계의 주목을 받고 있다.

김 박사는 “미국 에너지부(DOE) 산하의 바이오에너지 연구센터와의 협력 연구를 통해 국내 바이오연료 연구 수준을 높이고 기후변화 및 지구온난화에 대응할 수 있는 미래 지속가능한 바이오연료 생산 기술을 개발할 것”이라고 말했다.  

kimys@newspim.com