바이오디젤 찌꺼기로 친환경 원료 생산…KAIST·한화솔루션 10년 연구 결실

▲1,3-프로판다이올(1,3-PDO) 생산을 위한 미생물 기반 공정. 이미지=KAIST

KAIST와 한화솔루션이 10년 연구 끝에 바이오디젤 생산 찌꺼기인 글리세롤 성분으로 플라스틱 원료를 만드는 기술개발에 성공했다.

19일 KAIST는 KAIST-한화솔루션 미래기술연구소가 폐자원을 활용해 플라스틱과 섬유용 원료를 대량 생산할 수 있는 바이오 기술을 확보했다고 밝혔다.

이 기술은 바이오디젤 생산 공정에서 버려지는 부산물인 '글리세롤'을 원료로 한다는 점에서 의미가 크다. 삼는다. 글리세롤에서 플라스틱과 화장품의 핵심 소재인 '1,3-프로판디올(1,3-PDO)'을 생산하는 고효율 미생물을 개발하고 발효 공정을 최적화했다.

이번 연구의 또 하나의 성과는 산업 현장에 적용 가능한 수준에 도달했다는 점이다. 연구팀은 실험실 규모를 넘어 대형 공장 설비 적용에 앞서 시험 생산이 되는 300리터 규모의 파일럿 공정에서도 높은 생산성을 유지하는 데 성공했다. 이는 연구실의 성과가 실제 공장에서도 똑같이 재현될 수 있다는 것을 증명하는것이다.

또한, 컴퓨터 시뮬레이션으로 미생물의 대사 과정을 사전에 설계하는 '디지털 설계 기술'과 항생제 없이도 안정적으로 원료를 뽑아내는 '무항생제 공정'을 도입했다. 이를 통해 생산 비용은 낮추고 환경 규제 리스크를 줄이며 친환경 가치를 극대화했다.

최근 중동 전쟁으로 석유 수급이 어려워지면서 플라스틱 원료인 나프타 수급도 어려워지고 있다. 트레이딩 이코노믹스에 따르면 나프타 거래가격은 전쟁 전인 2월 말에 톤당 580달러에서 5월 18일에는 910달러를 기록하고 있다.

특히 이 원료는 친환경 바이오연료를 생산하는 과정에서 나오는 찌꺼기로 만들었다는 점에서 친환경성까지 인정되고 있다.

KAIST와 한화솔루션은 2015년 11월부터 이 연구를 시작해 중도에 끊기지 않고 결과를 도출했다는 점에서 더 큰 의미를 주고 있다.

연구팀은 이번 친환경 바이오 플랫폼 연구를 통해 총 6건의 특허를 출원하고, 13편의 논문을 게재하는 성과를 거뒀다. 특히 연구 결과를 담은 논문은 세계적 학술지 네이처 케미컬 엔지니어링(Nature Chemical Engineering) 5월 12일 자에 게재됐으며, 5월호 표지논문으로 선정될 예정이다. 표지논문은 해당 호를 대표하는 연구 성과에만 선정된다.

윤병효 기자 chyybh@ekn.kr