한화솔루션·KAIST, 폐자원으로 친환경 원료 만든다… “나프타 대체 가능성 확인”
폐글리세롤 활용해 플라스틱·섬유 원료 ‘1,3-PDO’ 생산 기술 확보 300L 파일럿 공정 검증 완료… 상업화·대량생산 가능성 확대
[녹색경제신문 = 한승진 기자]
한화솔루션과 KAIST가 폐자원을 활용해 플라스틱·섬유 등에 쓰이는 친환경 화학 원료를 생산하는 바이오 기술 개발에 성공했다.
한화솔루션 등은 19일 이같이 밝히며, 바이오디젤 생산 과정에서 발생하는 부산물인 글리세롤을 활용해 ‘1,3-프로판디올(1,3-PDO)’을 생산하는 방식으로, 석유화학 원료인 나프타 의존도를 낮출 수 있는 대체 기술로 주목된다고 설명했다.
한화솔루션에 따르면 이번 기술은 한화솔루션-카이스트 미래기술연구소가 공동 개발했다. 연구진은 폐글리세롤을 원료로 사용하고, 이를 고부가 화학소재인 1,3-PDO로 전환하는 고효율 미생물을 개발했다. 또 미생물 대사 과정을 설계하고 발효 공정을 산업 환경에 맞게 고도화해 생산 효율을 높였다. 1,3-PDO는 플라스틱과 섬유, 화장품 원료 등에 활용되는 소재다.
특히 연구진은 300리터 규모 파일럿 공정에서도 높은 생산성을 유지하는 데 성공하며 실제 산업 적용 가능성을 확인했다. 컴퓨터 시뮬레이션 기반 디지털 설계 기술과 무항생제 공정도 적용해 생산 비용 절감과 환경 규제 부담 완화 가능성도 확보했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 케미컬 엔지니어링’ 5월호 표지논문으로 선정됐다.
김정대 한화솔루션 연구소장은 “이번 연구는 바이오 기반 원료를 활용해 기존 석유화학 공정을 대체할 수 있는 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다”며 “지속가능한 화학소재 생산과 산업 적용의 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수 역시 “미생물 기반 화학물질 생산이 실험실을 넘어 실제 산업 규모까지 확장 가능하다는 점을 보여준 사례”라고 말했다.
한편 한화솔루션은 산업통상자원부 국책과제를 통해 한국에너지기술연구원, KAIST 등과 함께 관련 촉매·공정 개발을 진행 중이다. 계열사 한화토탈에너지스와는 연간 3만t 규모 상업 공정 설계와 상업화 검증도 추진하고 있으며, 바이오 플라스틱과 생분해 소재 개발도 병행하고 있다.