목재 폐기물 ‘리그닌’, 바이오 연료로 재탄생하다!

폐기물도 고부가가치 바이오 소재로 변신하는 시대가 왔다.
오늘의 주인공은 목재 폐기물 ‘리그닌(lignin)’이다.

목재의 20~30%를 차지하는 물질 리그닌!
고분자 화합물로 쉽게 부패하지 않고 단단해 식물을 지지·보호하는 역할을 한다.

바이오 연료나 종이를 생산하는 과정에서 부산물로 나오는 양만 연간 5천만 톤이다.
다른 물질과 잘 섞이지 않아 대부분 폐기되거나 땔감으로 사용된다.

이런 리그닌이 이제, 차세대 에너지원으로 변화하고 있다.

◆ 바이오 항공유로 재탄생!
리그닌을 열분해하면 얻을 수 있는 리그닌 오일.
점도가 물보다 750배 높아 산업용으로 활용하기 어렵다는 단점이 있다.

폐기물이 고부가가치 연료로!
한국과학기술연구원은 리그닌 오일의 점도를 낮추는 기술을 개발했다.
바로 수첨분해 리그닌 오일!

리그닌 오일을 수소 첨가 반응(수첨반응)으로 분해
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35배 이상 묽어진 ‘수첨분해 리그닌 오일’ 탄생!
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수첨분해 리그닌 오일을 원래 그리닌 오일과 3:7로 섞은 뒤 수소를 첨가하고 산소를 제거하는 연속 공정 진행
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항공유급 바이오 연료 탄생!

바이오 항공유는 팜유·폐식용유 대체, 항공유 온실가스 규제 대응, 국내 정유 산업 발전 등에 기여할 수 있어 크게 주목받고 있다.

◆ 리그닌으로 수소를 생산하다!
수소(H2)를 생산하기 위해서는 물(H2O)을 전기 분해하는 방법을 사용한다.
물에 전기를 흘려 수소와 산소를 동시에 생산하는 것이다.

산소 발생 속도가 느리고 수소 생산 효율이 낮다는 단점이 있다.
울산과학기술원(UNIST)은 리그닌으로 이 문제를 해결한다.

저렴한 금속 촉매를 사용해 리그닌으로 분해하고 이 과정에서 생성되는 전자를 추출해 수소를 만드는 것이다.
저렴한 가격과 낮은 에너지로 수소를 생산할 수 있어 합리적이다.

최근에는 리그닌을 활용해 섬유를 만드는 연구도 활발히 진행되고 있다.
폐기물이었던 리그닌의 다양한 변신이 더욱 기대된다.