병, 필름, 섬유, 엔지니어링 플라스틱 등의 소재로 광범위하게 사용되는 페트(PET)는 전 세계적으로 연간 5,000만 톤이 생산되고 있다. 이를 위해 엄청난 석유가 사용되는 것은 물론 제조 과정에서 이산화탄소가 대량으로 배출되고 있다.
FDCA는 PET를 대체할 수 있는 물질로 물질로 나무, 옥수수 등 바이오매스로부터 제조되는 친환경 원료이다. 하지만 순산소를 이용한 제조 과정은 폭발 위험이 있었다.
한국생산기술연구원(생기원)의 청정화학응용소재그룹의 김용진 박사는 FDCA를 고수율로 제조할 수 있는 신촉매 기술을 개발했다. 김 박사는 낮은 압력으로 공기를 주입해 바이오매스를 산화시키는 방식으로 FDCA를 제조할 수 있는 안전한 공정기술을 제시했다. 특히 이 반응을 촉진하는 데 필요한 신 촉매물질(Ru/MnCo2O4)을 개발, FDCA 제조수율을 2배 가량 향상시켰다. 또 제조과정에서 아세트산과 같은 유기용매 대신 물을 반응 용매로 사용해 친환경적이다.
생기원 측은 공동연구를 진행한 SK케미칼에 관련 기술을 이전(선급기술료 9,000만원/경상기술료 최대 7억)해 현재 실용화 추진 중이다.
실용화될 경우 SK케미칼은 네덜란드 아반티움社에 이어 세계 두 번째로 FDCA 실용화에 성공하게 된다. 김용진 박사는 “유럽 등 선진국에서 환경규제가 강화되고 있어 이번에 개발한 친환경 신 공정기술이 주목 받을 것으로 기대된다”라고 말했다.
김용진 박사가 한국연구재단의 기반형융합연구사업으로 수행한 이번 연구 결과는 청정·촉매화학 분야의 세계적 학술지 ‘그린 케미스트리’ 4월 4일자 표지논문에 선정됐다.
/문병도기자 do@sedaily.com
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