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최신연구동향

바이오연료, 석유 공정 향상을 위한 물질 규명
관리자
Date2015.02.09 11:24 Read357
미국 미네소타대학교 연구진은 세계에서 가장 큰 슈퍼 컴퓨터 중 하나를 이용해, 에탄올과 석유 제품의 생산을 향상시킬 수 있는 잠재 물질을 규명하는데 성공하였다. 이번 발견은 관련 산업의 주요 효율 및 비용 절감을 이끌어 내는데 도움이 될 것으로 보인다. 미네소타 대학교에서는 해당 기술에 대한 특허권을 신청하였으며, “Nature Communications” 최신호에 관련 내용을 발표하였다.

석유화학 및 바이오연료 정제산업(리파이너리)에서는 제올라이트라는 물질이 사용된다. 분자 여과기와 같은 제올라이트는 화합물을 분류, 여과, 채집하는 역할을 하며, 석유 기반 또는 재생 원료로부터 연료 및 화학 원료물질을 생산하고 개질하기 위해 필요한 화학반응의 촉매 반응을 유도한다. 현재까지 알려진 제올라이트는 200개 이상이며, 예측되는 제올라이트 변형체는 수백, 수천 개에 이를 것으로 보인다. 바이오연료와 석유화학 공정 개선을 위한 핵심은 최고 성능의 제올라이트는 찾는 것이다.

불행하게도, 연구실 규모에서 새로운 제올라이트를 합성하는 것은 시간이 오래 걸리고 복잡한 공정을 요구한다. 하나의 제올라이트를 합성하는데 수 개월의 시간이 소요되게 된다. 이미 알려져 있고, 예측가능한 제올라이트 구조체 모두를 분석하는 작업만으로도 수십 년이 필요하다. 미네소타대학교와 라이스대학교 연구진은 가상 세계에서 수천 개의 제올라이트를 살펴볼 수 있는 복합 컴퓨터 스크리닝 프로세스를 개발하는데 성공하였다. 이를 통해 각 응용 조건별 성능을 규명할 수도 있게 돼, 연구실에서의 시행착오 기간을 상당 부분 줄일 수 있게 된다.

Ilja Siepmann 박사는 “Argonne국립연구소의 슈퍼 컴퓨터를 이용하여, 수십 년이 걸릴 실험실 연구를 하루 정도의 컴퓨터 연산 능력으로 압축할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션을 구축할 수 있었다”고 설명하였다. 제올라이트 성능 예측에는 상당한 연산 능력, 효율적인 컴퓨터 알고리즘, 분자 간의 정확한 상관관계 정보가 필요하다. 연구진은 약 800,000 프로세서가 장착된 슈퍼 컴퓨터 Mira를 이용하여, 단일 프로세스 컴퓨터로 1000만 시간이 소요될 연산을 하루로 단축하였다. 이를 통해 두 가지 복잡한 문제를 공략할 수 있는 제올라이트를 규명하는데 성공하였다. ··········
 
 
원문참조 : KISTI 미리안 "바이오연료, 석유 공정 향상을 위한 물질 규명"(2015.1.29)
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