폐플라스틱의 재활용, 유용한 물질로 전환시키는 기술

플라스틱 쓰레기의 주범 PET 분해해 유용한 물질로 전환시키는 기술

▲ 환경오염의 주범 폐플라스틱병
전세계가 플라스틱과 전쟁을 벌이고 있는 요즘 국내연구진이 PET병을 분해해 의약품과 플라스틱 원료로 전환해 재활용할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

픽사베이 제공

미세먼지, 지구온난화와 함께 최근 심각한 환경문제로 떠오르는 것이 폐플라스틱 문제이다. 국내 연구진이 버려지는 페트병을 화학적, 생물학적 처리를 거쳐 의약품과 플라스틱 원료로 재생할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국화학연구원 바이오화학연구센터, 고려대 생명공학과, 이화여대 화학신소재공학과 공동연구팀은 폐플라스틱의 많은 부분을 차지하고 있는 페트병 주성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 화학적으로 분해하고 생물학적으로 전환해 의약품과 플라스틱 원료 등 유용한 소재로 전환시키는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 화학공학 분야 국제학술지 ‘ACS 지속가능 화학 및 공학’ 12월호에 실렸다. 

기존 PET 재활용은 파쇄, 세척, 건조와 같은 기계적 처리와 열처리를 통해 새로운 PET 제품을 만드는 것에 그쳤다. 더군다나 재활용된 제품의 품질저하와 경제성이 떨어진다는 문제는 피할 수 없었다.

▲ PET 재생 전환 원리
버려진 PET는 화학적으로 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 분해된다. 이어서 미생물을 이용해 테레프탈산은 핵심 중간산물인 프로토카테큐산을 거쳐 갈산, 피로갈롤, 카테콜, 뮤콘산, 바닐릭산으로 전환된다. 에틸렌글리콜은 해당 물질의 대사균주를 이용해 글라이콜산으로 전환된다.

한국화학연구원 제공

이에 연구팀은 PET를 마이크로웨이브 반응기에서 230도로 물과 반응시켜 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 화학적으로 분해했다. PET를 이 두 물질로 분해하는 효율은 99.9%에 달하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 다시 미생물을 이용해 테레프탈산, 에틸렌글리콜을 의약품과 플라스틱 원료로 전환하는데도 성공했다.

테레프탈산은 갈산, 카테콜, 피로갈롤, 뮤콘산, 바닐락산으로 전환시키고 에틸렌글리콜은 글라이콜산으로 전환시켰다. 갈산은 항산화제, 뮤콘산은 플라스틱, 바닐락산은 화장품에 들어가는 방향제를 만들 때 필수적으로 쓰이는 물질들이며 나머지 물질들도 화학공업에서 많이 사용되는 물질로 알려져 있다.

▲ 플라스틱 전환 실험 모습
연구원이 미생물을 이용해 테레프탈산을 갈산, 바닐락산 등으로 변환하는 생물학적 전환을 시키고 있다.

한국화학연구원 제공

김희택 화학연구원 박사는 “이번 연구는 물을 이용해 PET를 친환경적으로 분해하고 미생물로 유용한 소재로 전환할 수 있음을 보여줘 폐기물로만 취급돼 왔던 플라스틱의 원료화, 소재화 기술에 실마리를 제공했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 통해 활용도가 낮은 기존 PET 재활용법을 개선하고 플라스틱 쓰레기를 줄이는데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 

　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 

[출처: 서울신문에서 제공하는 기사입니다.] https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20191224500049&wlog_tag3=daum#csidx96d7654542216609b891e52fe3e7e95