바이오 휘발유를 만드는 또 다른 방법; 수상 수첨탈산소 공정

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-04-22

조지 허버(George Huber) 박사가 이끄는 미국 메사츄세츠 암허스트 대학의 연구자들이 바이오매스의 물을 함유한 상태에서 수소첨가 탈산소 반응(Aqueous phase hydrodeoxygenation, APHDO) 공정을 통해서 대략 70%의 탄소수율로서 바이오 휘발유를 만드는 기술을 개발하고 있다. 허버 박사는 지난 3월 미국 샌프란시스코에서 개최된 239차 미국 화학회에서 관련 연구 내용을 발표하였다. 전환 공정은 액상의 탄수화물 원료물질들의 분자상태에서 산소의 일부분을 제거한다. 이를 통해서 C2-C6의 알콜들과 C5-C6의 알칸들의 혼합물질을 만들며 최종적으로 바이오 휘발유로서 이용된다. 새롭게 개발된 공정을 통해서 생산된 바이오 휘발유의 옥탄가는 70-85이다. 연구팀을 이끄는 조지 허버 박사는 수상 수소첨가 탈산소 공정으로부터 높은 옥탄가를 가지는 휘발유를 생산하기 위하여 연구팀이 바이오매스 내에 포함되어 있는 탄소를 효율적으로 이용할 수 있다고 말했다. 덧붙여서 수상 수소첨가 탈산소 공정에 C5, C6의 다당류 물질들과 액상의 바이오 오일을 이용할 수 있다고 말했다. 연구팀이 개발한 공정을 통해서 생산된 바이오 휘발유는 상용 휘발유가 보유하고 있는 특성들을 만족시킨다. 허버 박사는 비록 바이오 휘발유의 옥탄가가 매우 낮지만 증기압도 만족시킨다고 말했다. 우려되는 가장 큰 문제점들 중의 하나가 수용성이라고 ACS 발표에서 그가 말했다. 수상 수소첨가 탈산소 공정에 의해서 생산되는 다수의 제품들이 물에 녹는다. 이는 휘발유로의 적용을 위해서 해결해야 될 잠재적인 과제이다. 수상 수소첨가 탈산소 공정은 알코올류, 폴리올, 액체 알칸 물질들, 올레핀 물질들 등을 포함하는 매우 폭넓은 범위의 재생 제품들을 이용할 수 있다. 허버 박사는 촉매와 반응기 엔지니어링 분야에서의 개선들이 전체 공정의 효율을 향상시키고 제품의 선택도를 더욱 증가시킬 것이라고 말했다. 수상 수소첨가 탈산소 공정은 서로다른 촉매들로 이루어지는 3가지 주요 반응을 기초로 한다. - 금속 위치에서 탄소-탄소 결합의 분열 - 브뢴스테드 산 위치에서 탄소-산소 결합의 분열 - 금속 위치에서 수소 처리 촉매 선정과 더불어 반응 조건들이 화학 반응을 조절할 수 있다. 예를 들어 수소압력의 증가는 C6 물질들의 선택도를 증가 시킨다는 사실을 연구팀이 발견했다. 원료 물질내의 소비톨 농도 증가는 가스상 제품들의 생성을 방해한다. 출처 : http://www.greencarcongress.com/2010/04/huuber-20100419.html#more