바이오매스 활용해 수소 생산

과학 / 이종호 기자 / 2020-01-20 12:00:43
류정기 유니스트 교수팀, 바이오 연료 시스템 개발
▲리그닌 분해를 통한 수소발생반응 모식도. 리그닌은 촉매의 영향으로 분해되면서 바닐린과 일산화탄소를 생산한다. 이때 리그닌에 있던 전자가 촉매로 이동하면서, 촉매는 전자 두 개를 추가로 갖게 된다. 이 전자를 탄소나노튜브 전극에 전달하면 촉매는 원래 상태로 다시 돌아가며, 다시 리그닌을 분해한다. 오른쪽의 백금 전극에서는 리그닌에서 나온 전자를 전달받아 수소 발생 반응을 한다. 유니스트 제공.

 

[울산저널]이종호 기자= 나무 등 바이오매스에 포함된 리그닌을 분해하면 나오는 전자를 이용해 수소를 생산하는 기술이 개발됐다. 유니스트 에너지 및 화학공학부 류정기 교수팀은 몰리브덴(Mo) 촉매로 리그닌을 분해해 전자를 추출하고 이 전자를 이용해 수소를 만드는 '바이오 연료 시스템'을 개발했다.

 

수소(H2)를 생산하는 방법으로는 물(H2O)에 전압을 흘려서 수소와 산소를 동시에 생산하는 전기분해 방식이 있다. 하지만 이 방식은 산소발생반응 속도가 느리고 복잡해 수소생산효율이 낮은 편이다. 

 

류정기 교수팀이 개발한 방법은 높은 에너지와 귀금속 촉매가 필요한 산소발생반응이 필요 없어 일반적인 물의 전기분해보다 적은 에너지로 수소를 생산할 수 있다. 몰리브덴 기반 촉매(PMA)를 사용해 낮은 온도에서 손쉽게 리그닌을 분해하면 전자뿐 아니라 바닐린이나 일산화탄소 같은 각종 산업공정에 활용할 수 있는 유용한 물질도 얻을 수 있다.

 

류정기 교수는 "이번에 개발한 바이오 연료 시스템은 백금(Pt) 같은 고가의 촉매 대신 저렴한 촉매와 낮은 전압을 사용해 수소와 가치 있는 화학물질을 생성하는 기술"이라며 "물의 전기분해에서 산소발생반응을 대체할 새로운 방법을 제시했다는 의미도 크다"고 말했다.

 

이번 연구는 미국화학회가 발행하는 1월 3일자에 공개됐다.

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