해조류인 꼬시래기를 항공유 같은 에너지원으로 바꿀 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다.
한국에너지기술연구원은 민경선 광주친환경에너지연구센터 박사 연구팀이 강원대와 협력해 해조류를 원료로 바이오 항공유 전구체를 생산하는 공정을 개발했다고 25일 밝혔다. 전구체는 화학반응을 통해 원하는 물질을 얻기 전 단계의 물질을 말한다. 연구성과는 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 최근 게재됐다.
해조류는 기존 석유 기반의 연료와 화학제품 생산 공정을 바이오 기반 공정으로 대체하는 데 필요한 자원이다. 특히 최근에는 바이오 항공유의 원료로 주목받는다. 바이오 항공유를 사용하면 기존 항공유보다 온실가스를 최대 82% 줄일 수 있기 때문이다. 이에 바이오 항공유 시장은 2070년까지 전체 항공유이 35% 비중을 차지할 것으로 전망된다.
현재 해조류로 미생물을 발효시켜 필요한 물질의 전구체를 얻는 방식이 주로 쓰인다. 하지만 이를 위한 전처리 과정이 복잡하고 고압의 수소를 이용한 반응도 필요해 공정 비용이 크다는 단점이 있다. 또 공정을 통해 생산된 전구체의 양은 투입된 발효당의 15% 수준에 불과해 효율 개선도 필요하다.
연구팀은 해조유의 일종인 꼬시래기를 산처리만 거쳐 레불린산으로 전환하고 다시 이를 통헤 전구체인 ‘(R)-감마발레로락톤’을 만드는 데 성공했다. 미생물 발효 없이 효소 반응만으로 전구체를 만들 수 있어 같은 양의 원료로도 10배 많은 전구체를 생산할 수 있다.
연구팀은 비슷한 방법으로 고혈압 치료제 같은 바이오의약품의 중간 물질도 만들 수 있다고 설명했다. 항공유와 의약품의 전구체는 서로 같은 물질로 이뤄졌지만 거울에 비춘 것처럼 반대 구조를 가진 광학이성질체다. 이 둘을 구분해 선택적으로 물질을 만드는 기술을 개발했다는 데도 이번 연구의 의미가 있다. 또 생산과정에서 나온 잔여물은 리튬이온전지의 음극소재 ‘하드카본’으로 활용할 수 있다.
민 박사는 “3면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 해조류 확보에 있어 지장학적으로 유리한 위치에 있다”며 “해조류로부터 다양한 산업 분야에 응용 가능한 물질을 생산하는 공정 개발과 함께 잔여 바이오매스까지 전극 소재로 활용할 수 있어 탄소중립 실현을 앞당기는데 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
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