생기원, 100% 친환경 연료로 만든 윤활기유 개발

국내 연구진이 탄소 배출량을 35% 줄일 수 있는 친환경 윤활기유 생산기술을 확보했다.

한국생산기술연구원(생기원)과 포항공과대학교(포스텍) 공동 연구진은 바이오매스에서 유래한 ‘퓨란 화합물’을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구진은 이 기술을 바탕으로 친환경 윤활기유를 만들 수 있는 생산 기술까지 확보했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’에 1월 표지논문으로 선정됐다.

윤활유는 기계 부품의 마찰을 줄이고 열을 분산하는 필수 소재로 기유(Base oil)가 주요 원료다. 즉 윤활유의 80% 이상을 차지하는 기유의 품질이 윤활유 성능을 결정하는 핵심 요소인 것이다.


현재 널리 사용되는 에스터계(Ester) 윤활유는 열과 산화에 강하지만, 제조 과정에서 탄소가 배출되고 추가 정제 공정이 필요하다는 단점이 있다. 이에 따라 친환경 윤활기유 개발이 지속적으로 요구됐다.

이에 김용진 생기원 수석연구원 연구팀은 식물 유래 바이오매스에서 5-히드록시메틸퍼퓨랄(5-HMF)을 생산하고 이를 변환해 윤활기유의 핵심 원료인 테트라하이드로퓨란디메탄올(THFDM)을 생산하는 기술을 개발했다. 또 THFDM과 식물성 기름에서 추출한 탄소수와 지방산을 활용해 퓨란계 디에스터 화합물을 합성하는 데 성공했다.

공동 연구진인 한지훈 포스텍 교수 연구진은 제품의 환경 영향을 평가하는 LCA(Life Cycle Assessment) 분석을 수행한 결과, 기존 화석연료 기반 윤활유보다 탄소 배출량이 35% 감소한 것으로 나타났다. 다만 경제성 분석에서는 퓨란계 디에스터 윤활유의 가격이 합성 윤활유보다 약 32% 높은 것으로 분석됐다.

김용진 수석연구원은 “신규 공용매를 적용한 통합 공정을 개발해 생산 비용을 낮춤으로써 가격 면에서도 석유계 윤활유와 대등한 경쟁력을 확보하게 됐다”며 “개발된 퓨란계 디에스터 화합물은 모든 원료를 100% 바이오매스 유래 물질로 제조해 환경 규제가 심해지고 있는 선박 분야에서 활용도가 클 것으로 기대한다”고 말했다.

참고자료

Green Chemisty(2025), DOI : https://doi.org/10.1039/D4GC04191G

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이호준 기자 hjoon@chosunbiz.com