바이오디젤 생산시 버려지는 폐화학물에서 2차전지용 전해질 등 다양한 분야에 사용할 수 있는 바이오화학 신물질을 제조할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.
한국생산기술연구원(원장 나경환) 친환경청정기술센터는 이만식 박사팀이 바이오디젤 생산시 발생하는 폐 글리세롤을 활용한 글리세롤 카보네이트(Glycerol Carbonate) 제조기술을 세계 최초로 개발했다고 19일 밝혔다.
글리세롤 카보네이트는 글리세롤보다 습윤성이 뛰어나고 독성이 적으며, 생분해성이 좋아 화장품, 코팅제, 의약품, 도료, 계면활성제 등의 분야에서 글리세롤을 빠르게 대체하고 있는 바이오화학 신물질이다. 특히 글리세롤로는 제조할 수 없었던 2차전지 전해액으로도 활용할 수 있어 가치가 더욱 높아지고 있다.
전해액은 2차전지 내부에 전류를 흐르게 하는 물질로 2차전지 제조비용의 15%를 차지하는 핵심 소재 중 하나다. 휴대전화, 노트북PC 등 2차전지를 장착한 전자제품 시장이 확대되고 있는 데다 전동공구에 쓰이는 중대형 전지, 전기차에 탑재되는 대용량 2차전지 등 미래 시장 잠재력까지 더해 2015년 세계 전해액 시장 규모는 1조5000억원에 이를 것으로 관측되고 있다. 현재 우리나라의 세계 전해액 시장 점유율은 약 40%에 달한다.
이만식 박사팀은 금속산화물 촉매제(메탈 옥사이드)를 이용해 폐 글리세롤에서 글리세롤 카보네이트를 생산하는 기술 개발에 성공, 우리나라를 비롯해 미국, 중국 등에 특허 출원한 상태다.
바이오 촉매를 이용한 글리세롤 카보네이트 제조기술은 이전에도 있었지만, 금속산화물을 촉매로 활용한 제조기술 개발은 세계 최초다. 특히 이 박사팀이 개발한 글리세롤 카보네이트 생산기술은 제조비용이 1㎏당 3300원으로, 글로벌 기업인 헌츠만사 제품가격의 5분의1에 불과해 가격 경쟁력이 높을 것으로 기대를 모으고 있다.
국내선 대두유 등 식물성기름을 2% 섞은 바이오디젤이 판매되고 있다. 폐 글리세롤은 바이오디젤 1톤 생산시 약 100㎏ 정도가 발생하는데, 정제 후 일반 글리세롤로 재활용하기도 하지만 최근 공급 과잉과 높은 재활용 비용으로 단순 소각 처리되고 있는 상황이다.
이 과정에서 발생하는 이산화탄소 양은 연간 87만톤으로, 탄소배출권으로만 환산해도 연간 100억원 규모다. 이 박사는 "이번 기술 실용화를 통해 바이오디젤 업체의 소각처리 비용과 이산화탄소 발생 문제를 덜 수 있고, 연 7000억원 규모의 세계 글리세롤 카보네이트 시장을 선점할 수 있는 계기가 될 것"이라고 말했다.
김승룡기자 srkim@
한국생산기술연구원(원장 나경환) 친환경청정기술센터는 이만식 박사팀이 바이오디젤 생산시 발생하는 폐 글리세롤을 활용한 글리세롤 카보네이트(Glycerol Carbonate) 제조기술을 세계 최초로 개발했다고 19일 밝혔다.
글리세롤 카보네이트는 글리세롤보다 습윤성이 뛰어나고 독성이 적으며, 생분해성이 좋아 화장품, 코팅제, 의약품, 도료, 계면활성제 등의 분야에서 글리세롤을 빠르게 대체하고 있는 바이오화학 신물질이다. 특히 글리세롤로는 제조할 수 없었던 2차전지 전해액으로도 활용할 수 있어 가치가 더욱 높아지고 있다.
전해액은 2차전지 내부에 전류를 흐르게 하는 물질로 2차전지 제조비용의 15%를 차지하는 핵심 소재 중 하나다. 휴대전화, 노트북PC 등 2차전지를 장착한 전자제품 시장이 확대되고 있는 데다 전동공구에 쓰이는 중대형 전지, 전기차에 탑재되는 대용량 2차전지 등 미래 시장 잠재력까지 더해 2015년 세계 전해액 시장 규모는 1조5000억원에 이를 것으로 관측되고 있다. 현재 우리나라의 세계 전해액 시장 점유율은 약 40%에 달한다.
이만식 박사팀은 금속산화물 촉매제(메탈 옥사이드)를 이용해 폐 글리세롤에서 글리세롤 카보네이트를 생산하는 기술 개발에 성공, 우리나라를 비롯해 미국, 중국 등에 특허 출원한 상태다.
바이오 촉매를 이용한 글리세롤 카보네이트 제조기술은 이전에도 있었지만, 금속산화물을 촉매로 활용한 제조기술 개발은 세계 최초다. 특히 이 박사팀이 개발한 글리세롤 카보네이트 생산기술은 제조비용이 1㎏당 3300원으로, 글로벌 기업인 헌츠만사 제품가격의 5분의1에 불과해 가격 경쟁력이 높을 것으로 기대를 모으고 있다.
국내선 대두유 등 식물성기름을 2% 섞은 바이오디젤이 판매되고 있다. 폐 글리세롤은 바이오디젤 1톤 생산시 약 100㎏ 정도가 발생하는데, 정제 후 일반 글리세롤로 재활용하기도 하지만 최근 공급 과잉과 높은 재활용 비용으로 단순 소각 처리되고 있는 상황이다.
이 과정에서 발생하는 이산화탄소 양은 연간 87만톤으로, 탄소배출권으로만 환산해도 연간 100억원 규모다. 이 박사는 "이번 기술 실용화를 통해 바이오디젤 업체의 소각처리 비용과 이산화탄소 발생 문제를 덜 수 있고, 연 7000억원 규모의 세계 글리세롤 카보네이트 시장을 선점할 수 있는 계기가 될 것"이라고 말했다.
김승룡기자 srkim@
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