바이오기반의 플라스틱 및 화학물질 생산 위한 촉매

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-12-17

미 워싱턴 주립대학(Washington State University)의 연구진은 바이오 기반의 에탄올(Bio-based Ethanol)을 쉽게 유용한 물질로 변환할 수 있는 촉매(Catalyst)를 개발하였다. 이들은 이번 연구를 통해 바이오 에탄올을 산업적으로 널리 사용되고 있는 화학제품으로 변환하여 보다 친환경적인 바이오 기반의 플라스틱(Plastic) 및 제품을 생산하고자 하였다. 연구진은 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)에서 이번 연구와 관련한 촉매에 대해 온라인 버전의 논문을 발표하였으며, 미 특허청으로부터는 특허를 승인받았다. 그 동안 화학산업은 화석연료를 사용하는 화학제품에서 바이오를 기반으로 하는 제품으로 변화하는 것에 많은 관심을 갖고 있었다. 이와 관련하여 워싱턴 주립대학 화학및바이오공학과 Yong Wang 교수는 새로운 촉매 개발을 통해 환경에 대한 영향력은 낮추면서 지속가능성과 관련한 새로운 규제를 충족시킬 수 있을 것이라고 밝혔다. 이 촉매는 바이오를 기반으로 하는 에탄올에 적용되어 플라스틱 및 다른 제품에서 사용되는 이소부텐(Isobutene)을 만들 수 있다. 관련산업은 전통적으로 원유를 과열처리하여 이소부텐이라고 불리는 화학제품을 만들었는데 이 제품은 다양한 분야에 활용되고 있다. 예를 들어 플라스틱 음료수 병부터 타이어까지 거의 모든 분야에 이소부텐이 사용되고 있다. Wang 교수와 그의 연구진은 ADM(Archer Daniels Midland)사와의 협력을 통해 바이오에탄올을 손쉬운 1단계 생산 과정을 거쳐 이소부텐으로 변환할 수 있는 촉매를 개발하였다. 여기서 바이오에탄올은 일반적으로 옥수수나 다른 바이오매스(Biomass)를 통해 생산된다. 연구진은 시장에서 실용적으로 활용할 수 있는지와 밀접하게 관련된 다른 공급원료를 위해 사용할 수 있는지를 결정하기 위해 개발촉매의 비용 및 수명에 대해 연구하였다. 또한 이들은 새로운 촉매가 어떻게 변환에 영향을 주는지를 확인하였으며, 폭넓은 응용분야를 위해 보다 효율적인 촉매를 설계하기 위한 지식에 대해서도 알게 되었다. 이번 연구는 ADM사 이외에 미 에너지부(U.S. Department of Energy)로부터 연구비용을 지원받고 있다. Wang 교수는 "이번 연구는 규모 확장이 가능하면서 상업적으로는 실용적인 촉매를 개발하기 위해 기본연구와 실질연구를 밀접하게 연결한 좋은 사례라 할 수 있다"고 밝혔다. Wang 교수는 공동임용제를 통해 미 에너지부 산하의 퍼시픽노스웨스트국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory)에서도 연구를 진행하고 있다. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/12/151211154012.htm