[지디넷코리아]톱밥 주 성분인 셀룰로오스를 플라스틱 원료로 전환하는 새로운 공정이 개발됐다. 기존 방식 대비 생산성을 3배 이상 개선했다.한국화학연구원은 황동원 화학공정연구본부 책임연구원 연구팀이 한지훈 POSTECH 교수 연구팀과 공동으로 ‘BMF-AMF-FDCA 3단계 연계 공정’을 개발했다BMF는 톱밥속 셀룰로오스를 화학적으로 가공한 바이오 플라스틱 원료 중간물질이다. AMF는 BMF에서 만들어지는 비교적 안정한 FDCA 전구체다. 또 FDCA는 바이오 기반 화학원료다. 플라스틱 등을 만들 수 있다.황동원 책임연구원은 "기존에는 셀룰로오스를 중간 물질로 전환한 뒤 FDCA를 만들거나, 촉매를 사용해 플라스틱을 제조했다"며 "3단계 공정 개발로 BMF 생산 수율은 최대 82%에 이르고, 생산성만 따져보면 기존 공정 대비 3배이상 개선됐다"고 말했다.황 책임은 "10L 반응기에서도 수율 73~79%를 확인했다. 할로겐계 물질 사용량은 기존 염산 기반 중간물질(CMF) 공정 대비 30분의 1로 확 줄었다"고 설명했다.연구팀은 고압 반응을 줄이고, 이후 중간물질을 별도로 분리·정제하거나 용매를 교체하는 과정을 최소화했다.먼저 황산과 브로마이드염을 사용해 고압 공정 없이 대기압에서도 셀룰로오스를 BMF로 전환했다.황 책임은 "물과 기름이 섞이지 않는 원리를 이용했다. 불안정한 중간물질이 만들어지면 기름층으로 빨리 이동시켜 걸러낸다"며 "이 같은 공정으로 생산성을 크게 끌어 올렸다"고 부연 설명했다.연구팀은 이를 통해 순도 99% 이상의 FDCA를 생산했다. 전체 과정 질량 수율은 셀룰로오스 기준 최대 56.8%, 목재 톱밥 기준 45.5%를 기록했다.한편 지난 2022년 네덜란드 흐로닝언대학교 등의 셀룰로오스 기준 총 질량 수율이 32.7%였다.연구결과는 국제학술지 캐미컬 엔지니어링 저널(IF 12.5)에 11월 논문으로 게재됐다.연구팀은 현재 산업부와 연계, 연 1000톤 이상 생산을 위한 데모플랜트 구축 사업을 준비 중이다. 이 사업이 완료되는 2030년 이후 실용화 가능성을 예상했다.
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