"나프타 공급 불안 해소" KAIST·한화, 나프타 대체 '바이오 기술' 개발

나프타 공급 불안을 해소할 바이오 기술이 개발됐다. 나프타는 석유화학 산업의 필수 원료로, 최근 가격 급등과 공급 불안으로 대체 원료 개발의 필요성이 커진 상황이다. 개발한 바이오 기술은 바이오디젤 생산 공정에서 버려지는 부산물 '글리세롤'을 원료로 나프타를 대체·활용할 수 있게 한다는 점에서 의미를 갖는다.

(왼쪽부터) 방현배 한화솔루션 박사, 문천우 KAIST 박사과정, 신디 KAIST 박사, 기민정 KAIST 박사과정, 이상엽 KAIST 교수, 조창희 한화솔루션 박사, (상단 왼쪽부터) 조재성 KAIST 박사, 장남진 한화솔루션 박사. KAIST

KAIST는 KAIST-한화솔루션 미래기술연구소가 한화솔루션과 공동으로 폐자원을 이용해 플라스틱, 섬유용 친환경 원료를 대량 생산할 수 있는 바이오 기술을 확보했다고 19일 밝혔다.

공동연구팀은 버려지는 폐자원을 고부가가치 소재로 전환하기 위해 글리세롤을 원료로 삼아 플라스틱과 화장품의 핵심 소재인 '1,3-프로판디올(1,3-PDO)'을 생산하는 고효율 미생물을 개발하고, 발효 공정을 최적화했다.

특히 이 기술은 실제 산업현장에 적용 가능한 수준에 도달했다. 공동연구팀은 실험실 규모를 넘어 300ℓ 규모의 파일럿 공정에서도 높은 생산성을 유지하는 데 성공했다. 이는 연구실의 성과가 실제 공장에서도 재현될 수 있음을 증명, 기술의 완성도를 높인 결과로 평가받는다.

공동연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션으로 미생물의 대사 과정을 사전에 설계하는 '디지털 설계 기술'과 항생제 없이 안정적으로 원료를 뽑아내는 '무항생제 공정'을 도입해 생산 비용을 낮추고, 환경 규제 리스크도 줄였다.

연구 결과(논문)는 지난 12일 '네이처 케미컬 엔지니어링(Nature Chemical Engineering)'에 게재, 5월호 표지논문으로 선정될 예정이다.

공동연구팀은 친환경 바이오 플랫폼 연구와 관련해 6건의 특허를 출원하고, 13편의 논문을 게재하는 성과도 거뒀다.

김정대 한화솔루션 연구소장은 "이번 연구는 바이오 기반 원료로 기존 석유화학 공정을 대체할 수 있는 가능성을 확인했다는 점에서 의미를 갖는다"며 "연구 결과는 향후 지속가능한 화학소재 생산과 산업 적용에 중요한 기반이 될 것"이라고 말했다.

이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수는 "이번 연구는 미생물 기반의 화학물질 생산이 실험실 밖 산업현장에서 실제 활용될 수 있음을 보여준 사례"라고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr