중국의 연구원들이 바이오디젤 생산을 위해 새우껍질로부터 효율적이며, 저렴한 촉매를 생산하는 방법을 개발하였다.

새우 껍질은 식품생산에서 널리 이용 가능한 폐기물이면서도, 가격이 저렴하고, 생분해성 특성을 갖는다. 새우 껍질은 다공성 구조를 갖는 단백질인 키틴(chitin)에서 생성된다. Hua Zhong 농업대학의 Linguo Yang과 Xinsheng Zheng 및 HuBei 지방의 South-Central 국립 대학의 Aiqing Zhang 은 새우껍질을 450°C에서 부분 탄화시켜 촉매를 제조하였다. 최적의 불화칼륨(potassium fluoride: KF)의 함량은 25wt %이고, 활성화 온도는 250°C라고 한다. 이 연구결과는 7월 13일 Energy Fuel 지의 온라인 판에 게재되었다.

이 연구결과의 요약문은 아래와 같다.

바이오 디젤 생산을 위한 고성능 친환경 새우껍질 촉매를 새우껍질을 불완전하게 탄화시키고, 불화칼륨을 결과물에 함유한 후 적절한 온도에서 활성화하여 얻었다. 탄화온도, 불화칼륨의 함량, 활성화 온도와 같은 제조 조건의 촉매활성에 대한 영향이 조사되었다.

새우껍질 촉매는 Hammett 지시법, 열중량 분석 및 시차열분석법(differential thermal analysis) 및 주사 전자현미경, N2 흡탈착, X-ray 회절법, 에너지 확산 스펙트로미터, 원소분석, 퓨리에 변환분광기(Fourier transform infrared spectrometer: FT-IR)를 이용하여 분석되었다.

촉매 성능은 메탄올에 의한 포도씨유의 에스테르 교환반응에 의해 평가되었다. 연구결과, 최적의 촉매 제조 조건은 450°C에서 부분 탄화 및 25 wt % 의 불화칼륨(potassium fluoride: KF) 함량, 250°C 의 활성화 온도로 밝혀졌다.

반응이 65°C에서 촉매함량 2.5wt %, 메탄올 대 포도씨유의 몰비가 9:1, 반응시간이 3시간인 조건에서 이루어질 때, 새우껍질 촉매는 89.1%의 전환율을 보였다.

새우껍질 촉매는 다공성구조를 가지고, 활성화 과정 동안 불화칼륨을 가진 불완전 탄화된 새우껍질의 반응에 의해 형성된 활성점은 에스테르 교환반응에 대한 촉매활성을 보였다.

새우껍질 촉매는 촉매 고활성 및 친환경 성질을 보였는데, 이는 비균일계 촉매로서 바이오디젤 생산 공정에 사용될 수 있는 잠재력을 가짐을 보였다.

이에 대한 자세한 사항은 다음의 참고문헌에서 확인할 수 있다.

Linguo Yang, Aiqing Zhang and Xinsheng Zhe (2009) Shrimp Shell Catalyst for Biodiesel Production. Energy Fuels, Article ASAP.

bioenergy.checkbiotech.org

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.08.18 17:19

<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>