'경유'급 성능 친환경 연료 생산 촉매 개발

발열량 경유 대비 99.4% 기록...공정도 경제적

경유와 동일한 차세대 바이오디젤의 생산 가능성이 확인됐다.

바이오디젤은 식물성 기름을 원료로 해서 만든 친환경 연료다.

한국연구재단은 노현석 연세대학교 교수 연구팀이 올레익산으로부터 경유와 동일한 분자 구조의 바이오디젤을 생산할 수 있는 코발트-몰리브덴 촉매를 개발했다고 30일 밝혔다.

바이오디젤은 고갈되는 화석 연료를 대체하고 이산화탄소 배출량을 줄여줄 것으로 기대된다.

그러나 현재 생산되는 1세대 바이오디젤은 기존 경유와 분자 구조의 차이로 인한 낮은 발열량, 열적 불안정성, 높은 점성 등의 문제점이 있어 기존 경유를 완전히 대체하기에 부적합하다.

연구팀은 올레익산을 경유와 물성이 동일한 바이오디젤로 전환해주는, 탈산소 반응용 고성능 코발트-몰리브덴 촉매를 개발했다. 이를 통해 생산된 바이오디젤의 연료 특성을 측정해본 결과 발열량이 경유의 99.4% 수준으로 나타났다.

코발트-몰리브덴 촉매는 제조법에 따라 촉매의 성능이 달라진다. 그 중 졸-겔법으로 제조됐을 때 높은 비표면적, 작은 입자 크기, 우수한 탈산소 반응 성능을 나타냈다.

기존 촉매는 고압의 수소와 용매가 필요한 반면 개발된 촉매는 상압의 불활성 기체와 무용매 조건에서도 높은 성능을 나타낸다. 공정 과정이 경제적이라 생산단가 감소에 기여한다.

특히 촉매의 전처리와 반응 조건 조절을 통해 반응활성종과 반응경로도 밝혀졌다.

노현석 교수는 “비행기, 대형 화물차, 군용 차량 등은 일정 이상의 출력을 위해 에너지 밀도가 높은 경유를 사용할 수밖에 없으며, 차세대 바이오디젤은 경유를 대체할 가장 현실적인 대안이 될 수 있다”며 “차세대 바이오디젤의 수율과 선택성을 증진시키기 위한 연구를 지속적으로 진행할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 환경공학 분야 학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 인바이런멘탈’ 12월30일자 논문으로 게재됐다.