부산대, 재활용 불능 플라스틱 원료 회수 성공… 탄소중립 선도

열경화성 폴리우레탄 완전 분해 기술
폐플라스틱 무게의 최대 90% 원료 회수
고체 촉매 활용해 공정 경제성 확보
국제 학술지 '안게반테 케미' 1월호 게재

ZnO 촉매 상에서 폴리우레탄 분해 경로 모식도./부산대 제공

부산대학교 제정호 교수 연구팀이 서울대와의 공동연구를 통해 재활용이 까다로운 폐플라스틱을 원래의 화학 원료로 완전 분해해 되돌리는 순환 기술을 개발했다.

부산대는 화공생명공학과 제정호 교수 연구팀이 서울대와의 공동연구를 통해 재활용의 사각지대였던 열경화성 폴리우레탄(PU) 폐플라스틱을 원료 수준으로 분해해 100% 재활용할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

폴리우레탄은 신발이나 단열재 등 일상생활 전반에 널리 쓰이지만, 열에 굳는 성질 때문에 물리적 재활용이 어렵고 소각 시 유독가스를 배출해 환경 보호의 큰 난제로 꼽혀왔다.

기존의 화학적 분해 방식은 원료 일부만 회수되거나 성질이 변하는 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 산화아연(ZnO) 고체 촉매와 특정 알코올(3차 알코올)을 활용한 새로운 해중합 경로를 도입했다. 그 결과 폴리우레탄을 원래의 원료인 다이아닐린과 폴리올로 완벽하게 전환하는 데 성공했다.

이 기술을 실제 폐기물에 적용한 결과, 원래 무게의 75~90% 수준으로 원료를 회수하는 높은 효율을 보였다. 특히 불균일계 고체 촉매를 사용해 복잡한 분리 공정 없이 촉매를 재사용할 수 있어 경제적 가치도 높다.

이번 연구 성과는 폐기물이 다시 고가치의 자원으로 되돌아가는 '클로즈드 루프' 시스템을 현실화해 순환경제와 탄소중립 달성에 기여할 것으로 보인다.

제정호 부산대 교수는 "기존 기술로는 불가능했던 높은 분해 효율을 달성했다"며 "이번 연구가 지속 가능한 자원 순환 체계를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 국제 학술지 '안게반테 케미 인터내셔널 에디션' 1월호에 게재되며 세계적인 주목을 받았다.

부산=김성욱 기자 attainuk0518@