바이오매스는 주로 식물의 섬유질 구조 성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 구성되어 있습니다. 이러한 성분은 산림 잔재물, 농작물 잔재물, 에너지 작물, 동물 폐기물, 음식물 폐기물 등 다양한 바이오매스 공급원에서 발견됩니다.
셀룰로오스 는 지구상에서 가장 풍부한 유기 고분자이며 식물 세포벽의 주요 구조 성분을 형성합니다. 셀룰로오스는 포도당 분자가 길게 연결된 사슬로, 식물 세포에 단단함과 강도를 제공합니다. 셀룰로오스는 분해에 대한 저항성이 강하기 때문에 유용한 제품으로 전환하는 것이 기술적으로 어려운 과제입니다.
헤미셀룰로오스 는 바이오매스의 또 다른 주요 성분으로 자일로스, 만노스, 갈락토오스 등 짧은 사슬의 당으로 구성되어 셀룰로오스와 구조적으로 다릅니다. 헤미셀룰로오스는 식물 세포벽에서 결합제 역할을 하여 셀룰로오스 섬유를 하나로 묶어주는 역할을 합니다. 셀룰로오스보다 쉽게 분해되지만, 복잡한 구조와 다양한 종류의 당이 존재하기 때문에 바이오 연료 생산에 활용하기가 복잡합니다.
리그닌 은 식물에 구조적 지지력과 강성을 제공하여 식물이 똑바로 서고 압축에 견딜 수 있도록 도와주는 복합 폴리머입니다. 리그닌은 페놀 화합물로 구성되어 있으며 미생물 및 효소 분해에 저항력이 있습니다. 바이오매스에서 리그닌의 역할은 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 추출 및 가공에 장벽 역할을 하기 때문에 리그노셀룰로오스 바이오매스를 바이오 연료 및 기타 제품으로 전환하는 것이 기술적으로 까다롭기 때문에 매우 중요합니다.
이러한 성분은 분해하기 어렵지만 고급 바이오 연료와 바이오 기반 화학물질 개발에 매우 중요한 역할을 합니다. 바이오 정제소는 이러한 성분을 화석 기반 연료와 화학적으로 동일한 탄화수소 바이오 연료와 다양한 바이오 기반 화학 물질 및 소재와 같은 제품으로 효율적으로 전환하는 것을 목표로 합니다. 문제는 이러한 성분을 경제적이고 효율적으로 전환할 수 있는 기술을 개발하여 바이오매스를 화석 자원과 경쟁할 수 있는 재생 가능한 자원으로 만드는 것입니다.
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