국내 연구진이 바이오 에탄올을 경제적으로 회수할 수 있는 하이브리드 공정을 개발했다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 장인섭 지구·환경공학부 교수팀이 합성가스 발효 공정에서 생산되는 저농도 바이오 에탄올을 증류 및 막기반 투과증발을 도입한 하이브리드 공정으로 에너지 효율이 높은 연료용으로 농축·전환할 수 있는 방법을 개발했다고 19일 밝혔다.
합성가스는 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 불순물로 구성된 가스 혼합물이다. 합성가스를 미생물 발효 공정으로 바이오 에탄올로 전환하면 폐자원을 재이용하고 화석연료를 대체해 온실가스 배출을 저감할 수 있다.
하지만 합성가스 발효 배양액에 포함된 바이오 에탄올은 다양한 액상과 입자상 물질이 혼합된 상태여서 실제 에너지로 사용하기 위해서는 99% 이상 고농도 농축이 필요하다. 바이오 에탄올 농도가 낮을수록 분리 및 농축 비용이 크게 증가한다. 따라서 저농도의 바이오 에탄올 발효 후 배양액으로부터 에탄올만을 분리해 정제해 고농도로 농축하기 위한 경제적인 회수 방법이 요구되고 있다.
장 교수팀은 저농도 바이오 에탄올을 증류해 1차 농축한 뒤 다시 투과증발로 99% 이상 연료용 에탄올 수준까지 농축할 수 있는 방법이 가장 경제성 있다는 것을 확인했다. 실제 2%의 저농도 에탄올을 먼저 85% 수준까지 증류한 뒤 막 기반 투과증발 공정을 이용, 99.7%의 고농도 에탄올로 정제 농축할 수 있는 것으로 나타났다.
이번 연구는 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원 신재생에너지핵심기술 사업 일환으로 진행됐다. 에너지&연료 분야 상위 5% 이내 학술지 '재생 가능 및 지속 가능한 에너지 리뷰' 온라인 최신호에 게재됐다.
장인섭 교수는 “증류 공정과 막기반 투과증발의 하이브리드 기술로 합성가스 기반 저농도 바이오 에탄올을 생산할 경우 경제성을 확보할 수 있다”면서 “향후 합성가스 발효 공정은 물론이고 관련된 에탄올 생산 공정의 상업화 가능성과 경제성 증가를 기대할 수 있는 핵심기술로 발전 될 것으로 기대된다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
