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95% 이상 수율로 이산화탄소를 플라스틱 원료로 만든다

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생기원, C1가스와 바이오매스 이용 촉매기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 전 세계가 2030년까지 ‘지구 온난화’ 주범인 이산화탄소 배출량을 2010년 대비 45% 이상 줄여야 한다. 이러한 상황에서 국내 연구진이 95~99% 수율로 이산화탄소를 플라스틱 원료물질로 전환할 수 있는 기술을 선보였다.

한국생산기술연구원은 김용진 친환경융합소재연구부문 박사팀이 재생가능한 자원인 ‘C1 가스’와 바이오매스를 이용해 일상에서 유용한 원료물질로 전환할 수 있는 촉매기술을 개발하고, 탄소중립 실현에 필요한 원천기술을 확보했다고 4일 밝혔다.

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C1가스와 바이오매스 기반 촉매 전환 원천기술을 개발한 김용진 박사.(사진=한국생산기술연구원)

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‘C1 가스’는 이산화탄소화 산업 부생가스처럼 탄소의 개수가 1개인 가스를, 바이오매스는 식물 기반 재생원료이다. 연구팀은 C1 가스와 바이오매스를 플라스틱 원료물질인 ‘고분자 단량체’로 전환해 페프(PEF) 등 친환경 플라스틱 등을 만드는 데 활용하게 했다.

특히 석유 유래 원료를 사용하지 않고, 기존과 같은 소재를 생산하도록 했다. 제조과정에서 포스젠과 같은 유독가스도 사용할 필요도 없다.

기존 석유화학 소재들이 대부분 견고한 6각형 구조로 만들어져 자연 분해가 어려웠다. 연구팀은 이번 기술을 적용한 소재들이 생분해가 쉽도록 5각형 구조로 만들었다.

또한, 바이오매스 기반 FDCA 신공정이 순산소 산화제와 유기용매를 사용해 폭발 위험성이 있다는 점을 개선해 일반 공기와 물을 사용해 안전성을 높였다.

연구팀은 관련 기술이 상용화되면 친환경 소재를 대량으로 생산하고, 화석연료사용에 따른 환경비용들도 줄일 수 있을 것으로 기대했다. 또 화학분야에서 이산화탄소를 원료로 사용한 생산기술은 이용범위가 넓어 핵심기술로 평가받고 있는 만큼 석유화학 관련 시장에 미칠 영향도 클 것으로 예상했다.

김용진 박사는 “이제는 탄소중립에 맞는 새로운 화학 패러다임이 필요한 시대”라며 “이번 기술을 발전시켜 조기 상용화에 힘쓰겠다”고 말했다.

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