한국생산기술연구원(원장 이낙규)은 재생가능 자원인 'C1 가스'와 바이오매스를 유용한 원료물질로 전환하는 촉매기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 탄소중립 실현에 필요한 원천기술을 확보했다.
C1 가스는 온실가스 유발물질인 이산화탄소(CO₂)와 산업 부생가스인 일산화탄소(CO)처럼 탄소 개수가 1개인 가스를 뜻한다. 바이오매스는 식물 기반 재생원료다.
개발 기술은 C1 가스와 바이오매스를 플라스틱 원료물질인 '고분자 단량체'로 전환한다. 식물 기반 고분자 열가소성 수지(PEF)를 비롯한 친환경 플라스틱, 폴리우레탄과 나일론과 같은 생활밀착형 고분자 및 합성섬유를 생산하는데 사용될 수 있다. 석유 유래 원료를 사용하지 않고도 동일한 소재를 생산할 수 있고, 그 과정에서 포스젠(Phosgene)과 같은 유독가스도 필요 없다.
김용진 생기원 친환경융합소재연구부문 박사팀이 기술을 독자개발했다. 이들은 친환경성과 안전성을 모두 갖춘 새로운 촉매 개발에 초점을 맞춰 지난 20년간 연구를 수행해왔다.
기존 석유화학 소재들은 대부분 견고한 6각형 구조라 자연 분해가 어려웠던 반면에, 개발 기술을 적용한 소재들은 5각형 구조다. 생분해 가능성이 더 높아 환경친화적이다.
또 바이오매스 기반 FDCA(바이오매스 기반 친환경 단량체) 신공정의 경우 순산소(O₂) 산화제와 유기용매를 사용해 폭발 위험성이 있던 기존 공정과 달리 일반 공기와 물을 사용해 안전성까지 높였다.
이 기술을 썼을 때 C1 가스 및 바이오매스 전환 수율은 95~99% 이상으로 세계 최고 수준이다. 상용화될 경우 친환경 소재를 대량 생산할 수 있고 화석연료사용으로 인한 환경비용들도 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 석유화학 및 관련 기술시장에 미칠 영향이 클 전망이다.
김용진 박사는 “탄소중립에 맞는 새로운 화학 패러다임이 필요한 시대”라며 “생기원 대표기술 '키-테크(Key-Tech)' 중 하나인 이번 기술의 조기 상용화에 힘쓰겠다”고 말했다.
한편, 이번 기술은 2017년 FDCA 등 원료물질 제조 촉매기술의 후속 성과로, 현재 관련 논문 22편이 발표됐다. 특허는 80건을 출원해 현재 31건이 등록된 상태다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
