국내 연구진이 음식물 쓰레기, 가축 분뇨, 하수 슬러지 등으로 ‘산업계의 쌀’이라고 부르는 에틸렌을 합성할 수 있는 방법을 찾았다.

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구진은 음식물 쓰레기에서 산업의 기초원료인 에틸렌을 생산하면서 독성물질은 제거할 수 있는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 B: 환경’에 실렸다.

2020년 기준 국내 110개 시설에서 음식물 쓰레기, 가축 분뇨, 하수 슬러지로부터 3억 6000만㎥의 바이오가스가 만들어 지는 것으로 알려져 있다. 이들 바이오 가스에는 메탄가스가 많이 포함돼 있어 발전, 난방, 도시가스 혼합원료 등 저가의 에너지 용도로 쓰이고 있다. 메탄가스는 화학반응을 통해 에틸렌으로 전환할 수 있다. 석유화학 방식이 아닌 메탄가스에서 에틸렌을 전환할 경우 온실가스를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

연구팀은 촉매를 이용해 바이오가스에서 에틸렌을 생산하는 공정기술을 개발했다. 바이오가스에는 유용한 물질로 전환이 가능한 메탄가스도 있지만 유해한 황화수소가 다량 포함돼 있는데 정제가 쉽지 않고 에틸렌 생산을 할 때도 촉매반응을 방해해 전환효율을 낮춘다.

이에 연구팀은 황화수소에 대한 저항력이 높고 반응 활성이 높은 촉매를 개발했다. 이번에 개발된 촉매는 바이오가스 내 황화수소 제거공정이 따로 필요없고 반응 활성이 높고 운전온도 역시 800도에서 700도로 낮춰 에너지 투입량도 줄일 수 있다.

하정명 KIST 박사는 “국내에서 생산되는 바이오가스가 난방용으로만 사용되는 것보다 화학산업의 원료로 사용한다면 바이오가스 시장은 더 커지고 화학기업들도 온실가스 배출 없이 새로운 원료를 얻을 수 있을 것”이라며 “이번 기술은 바이오가스 뿐만 아니라 플라스틱을 포함한 다양한 폐기물로부터 얻어지는 메탄가스도 활용할 수 있다”고 설명했다.