에너지‧소재 산업의 기술 혁신, 나무에서 가능성 찾다
-국립산림과학원, 한국공업화학회서 바이오에너지·신소재 연구 성과 선보여-
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기사입력 : 2019.11.04 16:24
산림청 국립산림과학원(원장 전범권)은 10월 30일(수)부터 제주국제컨벤션센터에서 열린 「2019 한국공업화학회 추계학술대회」에 참가하고 목재 성분을 이용한 바이오에너지 및 신소재 개발에 대한 최신 연구 성과를 발표했다고 밝혔다.
바이오에너지는 바이오매스를 직·간접적 연료로 하여 얻어지는 에너지를 말하며 브리켓, 숯, 펠릿, 칩, 바이오에탄올, 메탄올, 바이오가스, 목가스, 바이오디젤 등이 있다.
국립산림과학원 목재화학연구과는 목재의 주성분인 셀룰로오스 헤미셀룰로오스, 리그닌을 이용하여 바이오연료화, 의·공학 소재 개발, 전기 저장용 전극 소재 개발 연구 등을 지속적으로 수행해 왔다.
친환경 에너지로 주목받는 바이오오일은 공정의 부산물인 바이오촤(biochar)를 에스터화 반응의 촉매로 사용하여 산성 물질 함량을 기존 대비 약 22% 저감시켜 품질 저하를 막았으며, 바이오에탄올은 공정 개선을 통해 당 수율을 기존 40%에서 약 60%까지 향상시켜 에탄올 생산 효율을 높였다.
나노셀룰로오스의 경우 의료용 패치 소재에 적용하고 약물 방출의 지연 효율을 약 4배, 인장강도를 약 2배 높였다. 더불어 그라인더(grinder)와 마이크로플루다이저(microfluidizer)를 활용하여 원료로 사용되는 나노셀룰로오스의 대량생산 공정을 구축하였다.
또한, 리그닌 기반 탄소섬유의 화학적 활성화 연구를 통해 기존 탄소섬유보다 미세‧중공극을 발달시키고 비표면적을 약 190배 증가시켰다. 탄소섬유 미세‧중공극의 발달은 전기 저장 능력을 향상시키기 때문에 배터리 전극 신소재로서의 전망이 밝을 것으로 예상된다.
목재는 다양한 산업 분야에서 발전 가능성이 큰 만큼, 지금까지 벌채 후 쓸모없이 산림에 방치되던 가지나 굽어진 나무 등 미이용 산림바이오매스의 새로운 가치를 창출하고 바이오에너지를 기반으로 하는 신규 산업을 육성하는데 주도적 역할을 담당할 것으로 기대된다.
국립산림과학원 목재화학연구과 이수민 연구관은 “친환경 목재를 이용하여 바이오에너지 및 첨단 신소재 개발을 지속적으로 진행할 예정”이라고 밝히며 “이를 통해 목재의 이용도를 높이고 새로운 산업동력을 창출하는데 기여하고자 한다.”고 전했다.
