에쓰-오일과 산학협력 연구, 다수의 SCI 논문 발표 이어 ‘미국 특허’도 등록 정유·석유화학 산업 경제성 개선, 대규모 탄소배출 감축으로 탄소중립 실현에 기여
동아대학교(총장 이해우)는 화학공학과 BK21 FOUR 교육연구단 이정규 교수(사진)팀이 환경오염 물질을 많이 배출하는 저품질 연료유를 고부가 화학원료인 경질 방향족으로 전환시키는 촉매 기술을 개발, 미국 특허 등록까지 마쳤다고 9일 밝혔다.동아대는 대규모 탄소배출 감축이 가능한 기술로, 탄소중립 실현에 크게 기여할 것으로 기대했다.
이 교수팀은 에쓰-오일(S-Oil)과 산학협력 연구를 수행, 정유 및 석유화학공정 부산물 중 다환방향족 함량이 높은 디젤 연료유로부터 고부가 친환경 화학원료인 ‘경질 방향족’을 제조할 수 있는 촉매 기술을 개발했다. 이 기술은 반응물과 생성물의 분자 크기를 고려한 형상선택성이 발휘되도록 촉매를 설계, 경질 방향족 화합물의 수율을 크게 높일 수 있다.
이번 연구 성과는 다수의 관련 국내 특허 등록과 촉매화학분야 SCI 논문 발표에 이어 기술의 차별성과 진보성을 인정받아 미국 특허에 최종 등록(US11091411B2) 했다. 동아대 대학원생(신재욱, 최예슬)들이 공동 발명자로 참여했다.
정유 및 석유화학공정에서 부산물로 대량 생산되는 다환방향족(벤젠 고리를 2개 이상 가지는 방향족 탄화수소) 화합물은 주로 자동차용 디젤 및 중질연료유에 혼합해 연료로 사용된다. 하지만 이 부산물은 특성상 연소효율이 낮아 많은 양의 이산화탄소 및 황·질소 산화물, 미세먼지를 배출해 심각한 환경문제를 일으키고 있다.
전 세계적으로 탄소배출 저감을 위해 디젤자동차 생산 중단, 전기차 등 친환경 자동차 및 친환경 선박 보급을 확대하고 있어 이들 부산물을 고부가 제품으로 전환하는 기술개발 필요성이 지속적으로 대두돼 왔다.
이 교수는 “많은 양의 다환방향족 연료유를 고부가 화학원료인 경질 방향족 화합물(벤젠·톨루엔·자일렌)로 전환시킴으로써 정유 및 석유화학 산업의 경제성 개선뿐 아니라 대규모 탄소배출 감축을 실현할 수 있다”고 설명했다.
그는 “이렇게 얻어지는 경질 방향족 화합물은 기체 상태의 수소를 액체 유기물에 저장하고 기존 인프라를 통해 액체로 수송해 필요한 곳에서 수소를 탈리시켜 사용하는 LOHC(액상 유기물 수소 저장체) 물질로 쓸 수 있다”며 “이 기술이 상업화되면 탄소중립 실현에 크게 기여할 것”이라고 덧붙였다.
