버려진 목재로 유용한 화학물질 만든다

UNIST 장지욱·김용환·주상훈 교수팀, 바이오매스 변환 촉매 시스템 개발

3분할 융합촉매 시스템

[아시아경제 김철현 기자] 버려진 목재를 비롯한 식물 폐기물을 효과적으로 분해한 뒤 고부가가치 물질로 바꿀 수 있는 '융합촉매 시스템'이 개발됐다. 석유화학제품의 원료를 뽑아낼 새로운 친환경 기술로 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST)은 에너지 및 화학공학부의 장지욱·김용환·주상훈 교수팀이 폐목재 등에 많이 함유된 '리그닌'을 태양광 에너지를 이용해 고부가가치 화합물로 바꾸는 융합촉매 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구진은 태양광 에너지에서 전기를 얻고 이 전기로 과산화수소를 생산하며 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화 시키는 원리를 이용했다. 태양광을 받아 전기를 만드는 '광촉매'와 전기를 받아 과산화수소를 합성하는 '전기촉매', 과산화수소를 이용해 리그닌을 분해하는 '생물촉매'를 연결한 것이다. 세 가지 촉매는 중간막으로 분리된 3분할 반응기 내에서 순차적 반응을 일으켜 최종적으로 리그닌을 해분해한다. 특히 중간막이 생물촉매를 반응 저해요소로부터 완벽하게 보호한다. 또 과산화수소는 만들어지는 족족 생물촉매에 의해 사용되므로 농도가 일정하게 유지돼 리그닌 분해가 안정적으로 진행된다.

장지욱 교수는 "추가 전압이나 시약 없이 태양광 에너지만 이용해 리그닌을 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 최초로 선보였다"며 "이 시스템을 통해 리그닌을 바닐린이나 바이오 고분자 등 각종 화학제품에 필요한 고부가가치 화학물질로 바꿀 수 있다"고 설명했다. 이번 연구성과는 네이처 커뮤니케이션즈에 최근 게재됐다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr