화학연구원, 페트병 대체할 '친환경 플라스틱 페프' 촉매 개발

최민석 기자 / 기사승인 : 2019-05-08 17:22:25
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▲한국화학연구원 차현길·황성연 박사의 바이오플라스틱 PEF 원료 생산 촉매개발 연구 논문이 ACS Sustainable Chemistry&Engineering 2월호 표지논문을 장식했다. [제공=한국화학연구원] 

플라스틱 문제로 전세계가 몸살을 앓고 있는 가운데 국내 연구진이 석유 플라스틱인 페트(PET)를 대체할 수 있는 기술을 개발했다.  

 

한국화학연구원은 차현길·황성연 박사 연구팀이 바이오플라스틱 페프의 원료인 '2,5-FDCA(2,5-Furandicarboxylic acid)'를 생산하는 촉매 개발에 성공했다고 8일 밝혔다. 

 

이번 연구 결과는 촉매화학 분야 권위지 '미국화학회 지속가능 화학 및 엔지니어링' 2월호 표지 논문에 게재됐다.  

 

'포스트 페트(PET)병'으로 불리는 바이오플라스틱 '페프(PEF)'는 식물 자원을 원료로 제조되는 바이오플라스틱으로 2020년 시장에 진입해 석유 플라스틱의 대명사인 PET를 점차 대체할 것으로 예상된다. 

 

유럽바이오플라스틱과 노바연구소의 2017년 바이오플라스틱 전세계 생산량 자료에 따르면 2017년 PEF(Polyethylene furandicarboxylate) 생산량은 0%이지만 2020년에는 시장에 진입해 PET를 대체할 것으로 전망됐다.

 

바이오플라스틱 페프는 석유 플라스틱 페트와 같은 수준의 가스 투과성과 열적 특성을 가지고 있어 탄산음료 용기나 식품 포장재 등에 활용할 수 있다. 

 

연구진은 촉매 기술을 개발에 성공해 키토산 바이오매스에서 유래한 탄소 기반 지지체에 금속입자를 결합해 분말 형태의 촉매를 개발했다. 키토산 유래 촉매는 고성능 액체크로마토그래피로 확인한 결과, 전환 효율이 110℃ 기준에서 99%에 달하며, 촉매 사용 후 회수해 재사용할 수 있을 만큼 성능이 우수하다.

 

기존 촉매와 비교해 경제성과 친환경성도 두루 갖췄다. 기존의 금이나 납 촉매가 가격이 비싸거나 유해한 물질로 만들어진 반면 키토산 유래 촉매는 버려지는 키토산 바이오매스를 활용해 귀금속 물질의 사용량을 획기적으로 줄이면서도 전환효율이 높기 때문이다.

 

차현길 박사는 "바이오매스 폐자원을 활용해 제조할 수 있는 새로운 연구 아이디어를 제시하면서도 상업화가 충분히 가능하다"며 "친환경 바이오플라스틱 생산을 통해 플라스틱 폐기물 저감에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

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