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리그닌을 이용한 지속 가능 항공유 (SAF)


 

(Associate research professor Charles Kai with the newly-installed 20-gallon CELF reactor that'll be used in the project of scaling up the CELF biorefinery tech. Credit: UC Riverside)

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나무의 단단함과 형태를 유지하는데 중요한 성분인 리그닌 (lignin)은 아쉽게도 유용한 물질로 가공하기 힘들어 그냥 태워버리는 경우가 대부분입니다. 따라서 과학자들은 이전부터 목재 폐기물에서 쉽게 추출할 수 있는 리그닌을 유용하게 사용할 수 있는 방법을 연구해 왔습니다.

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리그닌: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5647166&cid=62861&categoryId=62861

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캘리포니아 대학 리버사이드 캠퍼스 (UC Riverside)의 연구팀은 리그닌을 이용해서 지속 가능 항공유 (sustainable aviation fuel (SAF))를 만드는 연구를 진행했습니다.

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현재 SAF는 식물성 기름, 폐식용유, 농업 잔류물 같은 소재로 만들고 있으나 비용이 비싸고 양이 적다는 한계가 있습니다. 따라서 리그닌은 SAF의 소재로 주목받고 있습니다. 관건은 비용과 수율입니다.

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찰스 카이 (Charles Kai) 교수가 이끄는 연구팀은 리그닌을 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran (THF))을 용액에서 전처치를 할 경우 전환 효율을 크게 높일 수 있다는 사실을 발견했습니다.

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연구팀에 따르면 옥수수 잎에 THF 전처리를 해도 18% 많은 연료를 얻을 수 있습니다. 이 방법을 이용하면 건조된 옥수수 잎 1톤에서 167 리터의 가솔린 유사 연료를 확보할 수 있습니다. 리그닌에 같은 처리를 할 경우 무려 287 리터의 연료를 얻을 수 있습니다.

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연구팀은 자체 개발한 CELF (co-solvent enhanced lignocellulosic fractionation) 반응로를 이용하면 제조 단가를 갤런 당 3.15달러로 낮출 수 있을 것으로 예상했습니다. 이는 기존의 SAF보다 1/3 수중이고 일반 제트유와 비교해도 2/3 수준입니다.

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다만 순수 제조 단가는 유통, 저장, 판매 비용을 포함하지 않은 것으로 실제 제조 비용을 이만큼 줄이는데 성공해도 판매가는 이보다 더 비쌀 것입니다. 그러나 상업화에 성공한다면 SAF의 단가를 낮출 수 있다는 데서 주목됩니다.

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과연 연구에서 끝나지 않고 실제 성과로 이어질지 궁금합니다.

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참고

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https://newatlas.com/aircraft/lignin-saf-cost/

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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d3ee02532b

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