바이오디젤 부산물로 ‘수소’ 만드는 기술 개발
바이오디젤 부산물로 ‘수소’ 만드는 기술 개발
  • 채석원 기자
  • 승인 2019.02.27 17:27
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3차원 구조 그래핀 표면의 특성을 갖는 탄소 지지체를 사용해 백금 나노 입자를 합성하는 과정과 전기화학적 글리세롤 산화반응 테스트 장치의 모식도.(한국화학연구원 제공)
3차원 구조 그래핀 표면의 특성을 갖는 탄소 지지체를 사용해 백금 나노 입자를 합성하는 과정과 전기화학적 글리세롤 산화반응 테스트 장치의 모식도.(한국화학연구원 제공)

[그린포스트코리아 채석원 기자] 버려지는 글리세롤에서 차세대 연료인 수소와 화학제품을 동시에 생산하는 기술이 한국 연구진에 의해 개발됐다.

한국화학연구원은 김형주 탄소자원화연구소 박사팀이 전북대, 한국에너지연구원, 포항공대 연구팀과 함께 글리세롤 산화반응에 쓰이는 새로운 백금 촉매 기술을 개발, 버려지는 글리세롤로부터 수소연료 및 유용한 화학원료 유기산을 동시에 생산하는 길을 열었다고 27일 밝혔다.

자동차의 혼합 연료인 바이오디젤을 만드는 과정에서 나오는 부산물인 글리세롤은 대부분 버려진다. 한국엔 이를 활용할 수 있는 우수 기술이 없기 때문이다.

한국화학연구원에 따르면 기존의 글리세롤의 전환 기술은 대부분 촉매화학 기술, 열분해 기술, 생화학 기술이다.

최근엔 전기 주입을 통한 화학적 산화 환원 반응을 이용해 하나의 반응기에서 수소와 유기산을 동시 생산하는 기술이 국내외에서 연구되고 있다. 이 글리세롤 산화 반응에는 주로 백금과 같은 귀금속을 촉매로 사용한다. 아쉽게도 백금은 가격이 비싼 데다 매장량도 적어서 백금 촉매의 성능을 높이는 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다.

이런 상황에서 한국화학연구원 연구팀은 기존의 백금 촉매보다 성능이 우수한 새로운 백금 촉매 설계 기술을 개발했다. 기존의 백금 촉매는 백금이 탄소지지체 위에 고르게 분산돼 있는 형태였다. 표면적을 넓히기 위해서다. 연구팀은 기존 탄소 지지체보다 표면적이 10배나 높은 탄소지지체를 개발한 데 이어 이 지지체에 백금을 더 작고 고르게 분산할 수 있는 화학 기술도 개발했다.

연구팀은 입체 골격을 가진 제올라이트(주로 흡착제나 촉매로 활용하는 미세 다공성 알루미늄 규산염 광물)를 썼다. 제올라이트 틀에 탄소 물질을 성장시킨 다음 다시 골격인 제올라이트를 빼내 탄소가 제올라이트 3차 골격대로 입체 구조를 갖는 원리를 이용했다. 3차원 구조의 탄소 지지체 표면은 그래핀(탄소원자가 육각형으로 결합한 구조의 신소재) 특성을 가진다. 덕분에 탄소지지체의 표면적이 훨씬 넓어져 촉매 산화반응이 기존보다 약 두 배 가까이 높아졌다.

jdtimes@greenpost.kr