한국연구재단은 부산대학교 제정호 교수 연구팀과 한국과학기술연구원 하정명 박사 연구팀이 목재로부터 GVL(감마발레로락톤)을 직접 제조하는 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.

최근 목재에서 바이오에탄올과 같은 연료를 생산해 석유를 대체할 에너지원으로 활용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 생산 공정 중 다단계의 화학 반응을 거쳐야 하고, 단위 공정 수가 많으며, 공정 중에도 고가의 귀금속 촉매 및 수소 가스 등을 사용해 공정 효율 및 경제성이 낮다는 문제가 있다.

연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 단일 촉매로 다양한 화학반응을 한 번에 촉진할 수 있도록 다양한 활성점을 가진 다기능성 복합 촉매를 설계했고, ‘GVL’을 직접적으로 생산하는데 성공했다.

특히 이번에 개발된 촉매는 귀금속을 대신할 지르코늄 금속이 도입되어 경제적이고 이를 활용하면 헤미셀룰로오스를 ‘GVL’로 전환할 때의 다단계 화학반응을 한 단계로 해결함으로써 공정 효율을 70%까지 향상되는 것을 확인했다.

제정호 부산대 교수는 "이 촉매는 폐바이오매스 성분을 경제적, 효율적으로 고부가가치 화학물질로 전환시킬 수 있음을 보여줬다"며 "목재를 기반으로 하는 연료 및 에너지 생산 공정의 경제성을 향상시키는 데 기여할 것"이라고 말했다.