리뉴시스템에 기술이전...내년부터 사업화
폐페트병을 상온에서 화학적으로 분해시켜 원래의 원료로 되돌릴 수 있는 길이 열렸다.
한국화학연구원에 따르면 조정모 박사 연구팀은 상온에서 폐플라스틱을 화학적으로 완전히 분해시켜 플라스틱 합성 이전 원료로 되돌릴 수 있는 핵심원천기술을 개발하고, 국내 중소기업 ㈜리뉴시스템에 기술이전했다.
조정모 박사 연구팀이 개발한 '저온 해중압 기술'은 수백개 이상 단위체가 서로 결합해 이뤄진 고분자를 화학적으로 분해해 합성 이전의 원료로 되돌릴 수 있는 기술이다. 이는 폐페트병이나 폐폴리에스터 섬유를 상온에서 매우 적은 양의 에너지만으로 완전히 분해해 원료로 재활용할 수 있는 것을 의미한다. 폐플라스틱을 재활용할 때 난관으로 꼽히던 에너지 사용량과 경제성 문제가 모두 해결된 셈이다.
리뉴시스템은 이 기술을 플라스틱 원료를 대체할 수 있는 재생 단량체 제조에 응용할 계획이다. 이를 위해 리뉴시스템은 현재 연간 1만톤 규모의 폐페트를 처리할 수 있는 시범설비를 구축중이다. 이 회사는 시제품 생산경험을 바탕으로 2023년에 생산설비를 안정화시켜 본격적으로 사업화하겠다는 계획이다.
현재 폐페트병을 재활용하는 방식은 오염된 플라스틱을 분류·파쇄·세척한 다음에 재가공하는 '비순환형 재활용 기술'이 주로 활용되고 있다. 하지만 이런 기계적 재활용은 기존 플라스틱 제품보다 품질이 떨어지고 재활용할 수 있는 횟수도 제한적인 단점이 있다.
이 때문에 기존 플라스틱 제품과 품질이 똑같으면서 무한 반복 재활용할 수 있는 '화학적 재활용' 기술이 대안으로 주목받고 있다. 이는 폐플라스틱을 합성 이전의 원재료로 되돌리는 기술이다. 그러나 이 기술은 고온·고압에서 가능하고, 오염물질 제거에 많은 에너지가 사용된다는 단점이 있었다.
이에 연구팀은 일상생활에서 흔히 접하는 폐페트병·폐폴리에스터 섬유를 상온에서 매우 적은 양의 에너지만으로도 완전히 분해해 원료로 재활용할 수 있는 기술을 개발했다. 기존 석유를 기반으로 한 원료 제품을 완벽하게 대체할 수 있는 자원 재순환형 기술이다.
연구팀은 또 기존 해중합 기술이 고온·고압 조건에서 수행되기 때문에 에너지 소비가 심하고, 오염물질에 의한 단량체 제품의 수율이 낮아지는 문제를 극복하기 위해 상온에서 적은 양의 에너지만으로도 다양한 고수율·고순도·고부가 단량체(단위 분자)를 제조할 수 있는 플랫폼 생산기술을 개발하는 데도 성공했다. 이 플랫폼은 재생원료 가격이나 시장수요 변동에 유연하게 대처할 수 있는 다목적 친환경 소재 제조공법이다.
연구팀은 이외에도 유색·저급 PET 및 폐폴리에스터 섬유 등을 재활용할 수 있는 다양한 기술을 개발해, 폐플라스틱 화학적 재활용 기술의 국산화뿐만 아니라 해외 기술시장 진출까지 노릴 수 있는 상용 해중합 공정기술 개발에 박차를 가하고 있다.
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