경유와 동일한 바이오디젤 생산 가능

연세대 노현석 교수 연구팀, 발열량 경유의 99.4% 도달

▲ 코발트-몰리브덴 촉매의 제조 방법에 따른 특성 및 활성 ⓒ한국연구재단

식용이 아닌 저급 유지에서 기존 경유와 동일한 차세대 바이오디젤의 생산 가능성이 확인됐다.

연세대 노현석 교수 연구팀은 올레익산(oleic acid)으로부터 기존 경유와 동일한 분자 구조의 바이오디젤을 생산할 수 있는 코발트-몰리브덴 촉매를 개발하는데 성공했다.

식물성 기름을 원료로 해서 만든 친환경 연료인 1세대 바이오디젤은 기존 경유와 분자 구조의 차이로 인한 낮은 발열량과 열적 불안정성 및 높은 점성 등으로 기존 경유를 완전 대체하기 어렵다.

연구팀은 올레익산을 경유와 물성이 동일한 바이오디젤로 전환해주는 탈산소 반응용 고성능 코발트-몰리브덴 촉매를 개발했다.

이를 통해 생산된 바이오디젤의 연료 특성을 측정해본 결과 발열량이 기존 경유의 99.4%에 도달했다.

코발트-몰리브덴 촉매는 제조법에 따라 촉매의 성능이 달라지는데 그 중 졸-겔법으로 제조되었을 때 높은 비표면적, 작은 입자 크기, 우수한 탈산소 반응 성능을 나타냈다.

또 촉매의 전처리 및 반응 조건 조절을 통해 반응활성종과 반응경로도 밝혀졌다.

기존 촉매는 고압의 수소 및 용매가 필요한 반면 개발된 촉매는 상압의 불활성 기체 및 무용매 조건에서도 높은 성능을 나타낸다.

이처럼 공정 과정이 경제적이어서 생산단가를 낮출 수 있다.

▲노현석 교수 ⓒ한국연구재단

노현석 교수는 “비행기, 대형 화물차, 군용 차량 등은 일정 이상의 출력을 위해 에너지 밀도가 높은 경유를 사용할 수밖에 없으며, 차세대 바이오디젤은 경유를 대체할 가장 현실적인 대안이 될 수 있다”면서 “차세대 바이오디젤의 수율 및 선택성을 증진시키기 위한 연구를 지속적으로 진행할 것”이라고 밝혔다.

이 연구 결과는 환경공학 분야 1위의 학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 인바이런멘탈(Applied Catalysis B: Environmental)’ 12월30일 자에 논문으로 게재됐다.