상온서 폐플라스틱 '완전분해' 기술 상용화된다

화학연구원, 해중합 반응·정제 기술 ㈜리뉴시스템에 이전

연내 상용화 설비 구축 및 사업화 추진

폐PET 완전분해할해 원재료로 되돌릴 수 있어

[대전=뉴시스] 23일 화학연구원 이미혜(오른쪽) 원장과 리뉴시스템 이종용 대표이사가 기술이전 협약을 체결한 뒤 기념촬영을 하고 있다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 상온에서 폐플라스틱을 화학적으로 분해해 플라스틱 합성 이전 원료로 완벽하게 되돌릴 수 있는 원천기술을 개발하고 상용화에 들어갔다.

한국화학연구원은 23일 연구원에서 ㈜리뉴시스템과 상온에서 폐PET를 완전분해할 수 있는 해중합 반응·정제기술에 대한 이전 협약식을 가졌다고 밝혔다.

화학연 조정모 박사팀이 개발한 이 기술은 폐플라스틱 재활용을 위한 저온 해중합 기술과 적은 양의 에너지만으로 고수율·고순도·고부가 단량체 제조가 가능한 플랫폼 기술이다.

해중합 기술은 수백개 이상의 단위체가 서로 결합해 이뤄진 고분자를 화학적으로 분해시켜 소재 합성 이전의 원료로 되돌리는 기술이다.

리뉴시스템은 이번 기술을 석유화학 기반 플라스틱의 원료를 대체할 수 있는 재생 단량체 제조에 응용할 계획이며, 다양한 특수 플라스틱 합성을 위한 고부가 첨가제 원료 제조기술로도 활용할 예정이다.

현재 폐PET 재활용 산업은 기존 플라스틱의 화학 구조를 유지한 채 오염된 플라스틱을 분류·파쇄·세척하는 과정을 거쳐 물리적으로 재가공하는 '비순환형 재활용 기술'이 주로 활용되고 있다. 하지만 기존 제품보다 품질이 떨어지고 재활용할 수 있는 횟수도 제한되는 단점이 있다.

이로 기존 플라스틱 제품과 동등한 품질을 가지면서도 소재합성 이전의 원재료로 완전히 되돌려 무한 재활용이 가능한 '화학적 재활용' 기술이 주목받고 있다.
 
아직 이 기술은 고온·고압 반응조건에서 수행되는 해중합 반응 특성과 오염물질 제거를 위해 많은 에너지가 요구되는 공정의 특성상 채산성이 낮아 상용화에 어려움이 있다.

이에 따라 화학연은 폐플라스틱 중 일상생활에서 흔히 접할 수 있는 폐PET병이나 폐폴리에스터 섬유를 기존보다 낮은 온도에서 매우 적은 양의 에너지만으로도 완전히 분해해 재원료화하는 자원 재순환형 기술(메탄올리시스 반응기술)을 개발했다.

또 상온에서 높은 반응성을 나타내는 저가 촉매와 새 공정기술을 도입해 고부가 단량체인 디메틸테레프탈레이트(dimethyl terephthalate·DMT)를 고수율·고순도로 제조할 수 있는 기술을 개발했다.

이어 제조된 DMT를 반응중간체로 사용해 100도 이하의 저온에서 다양한 고부가 재생 단량체를 제조할 수 있는 플랫폼 기술도 확보했다.

화학연은 리뉴시스템과 파일롯 규모의 연속 실증설비(PET 처리 기준 연간 1만t 규모) 구축을 추진하고 있다. 리뉴시스템은 연내 공정 최적화를 마무리한 뒤 2023년부터 본격적인 상용화에 나설 계획이다.

화학연 이미혜 원장은 "이번 성과는 세계적으로 대두되고 있는 폐플라스틱의 환경오염 문제를 완화하고 전량 수입에 의존하던 기존 석유화학제품 원료를 폐자원으로부터 얻을 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다"면서 "국내 플라스틱 화학산업의 지속 가능성 확보와 세계시장 진출 또한 가능한 해중합 기술이 될 것"이라고 전망했다.


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