국립산림과학원, 바이오플라스틱의 원료, 나무에서 찾는다

산화촉매분획 기술로 리그닌 단량체 생산 연구 착수해

석유 기반 플라스틱 원료물질 대체할 천연 방향족 화합물

탄소 배출 줄이고, 지속가능 순환경제 실현 기여 전망

▶리그닌 단량체 기반 친환경 화합물 생산 예시

▶산화촉매분획 기술의 특징

산림청 국립산림과학원(원장 김용관)은 산소와 금속 촉매를 활용해 목재를 액상화하고, 바이오플라스틱의 원료인 리그닌 단량체를 생산하는 연구에 착수했다.

리그닌은 목재를 구성하는 성분 중 하나로 세 가지 형태의 페놀성 방향족 화합물이 복합적으로 결합해 구조가 불균일한 천연 고분자다.

이 때문에 일부 콘크리트 안정제나 페놀계 접착제에 사용되는 경우를 제외하면 대부분 발전 연료로 소각되고 있다.

국내·외에서 리그닌 거대분자를 단량체화해 친환경 플랫폼 화합물로 전환하는 기술이 활발히 진행 중인 가운데, 국립산림과학원은 산화촉매분획이라는 새로운 기술을 적용해 기존 열화학 공정의 단계를 획기적으로 줄이는 방안을 추진하고 있다.

목재를 완전히 액상화해 리그닌 단량체를 먼저 추출하는 산화촉매분획 기술은 기존 열화학 공정처럼 찌꺼기가 남지 않고 회수율도 높다.

또한 분자량이 다양한 분해산물 대신 순도 높은 바닐린계 단량체를 우선적으로 얻을 수 있다.

바닐린계 화합물은 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등 약 1,000억 달러 이상의 시장 규모를 가진 소재로 전환할 수 있어, 석유 자원을 천연 원료로 대체할 수 있는 대안으로 주목받고 있다.

산림청 국립산림과학원 임산소재연구과 유원재 연구사는 “리그닌 단량체는 석유 화학산업의 원료물질을 대체할 수 있는 유일한 천연 방향족 화합물”이라며 “리그닌 단량체 생산을 통해 석유 기반 플라스틱 사용으로 인한 탄소 배출을 줄이고, 지속 가능한 순환 경제 실현에 기여할 수 있을 것”이라고 전했다.