설탕 성분+초분자 기술로 플라스틱 재활용 해결법 찾았다

DGIST 연구진, "막자사발 이용 난연제 분해…수소 생산도 가능"

국내 연구진이 설탕에서 얻은 성분으로 플라스틱 재활용을 쉽게 하는 촉매를 개발했다. 기존 공정을 대체할 것으로 기대를 모은다.

DGIST(총장 이건우)는 에너지공학과 박치영 교수팀이 설탕에서 얻은 성분을 활용해 플라스틱 재활용을 어렵게 만드는 첨가제를 효과적으로 제거하는 촉매 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

경북대 차효정 교수 연구팀과 진행한 이 연구는 기존의 복잡하고 비용이 많이 드는 공정을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 재활용과 환경 정화 기술로의 확장 가능성도 평가받아 관심을 끌었다.

플라스틱 재활용 촉매를 개발한 연구진. 왼쪽부터 DGIST 박치영 교수, 부석형 연구생(박사과정), 조완수 연구생(석박사통합과정), 경북대학교 차효정 교수.

연구팀이 개발한 촉매는 설탕에서 추출한 고리형 분자인 사이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 활용해 플라스틱 재활용을 방해하는 난연제를 효과적으로 분해한다.

이 촉매는 이황화몰리브덴(MoS₂), 풀러렌(C₆₀), 사이클로덱스트린의 3성분으로 구성됐다.

연구팀이 개발한 기계화학적 혼합 기술을 통해 단순한 막자사발 공정만으로도 짧은 시간 안에 제작할 수 있다. 또한, 수소 생산 속도를 크게 높이고 플라스틱 첨가제 분해에도 탁월한 성능을 나타냈다.

박치영 교수는 "엔지니어링 플라스틱의 재활용을 어렵게 하는 할로겐계 난연제를 효과적으로 제거해 재활용 가능성을 높였다"며 "환경 규제 이전에 생산된 플라스틱 제품의 재활용 문제를 해결할 중요한 돌파구가 될 것"으로 기대했다.

박 교수는 “이 연구는 초분자화학의 강점을 활용해 기존 산업화 공정의 한계를 극복한 사례”라며, “이황화몰리브덴 촉매를 활용한 환경 정화 기술로도 연구를 확대할 계획”이라고 밝혔다.

기계화학적 복합화를 통한 친환경적 MoS2-C60-rCD 3성분계 촉매 시스템 연구의 세부 설명 그림. a그림은 혼합박리, b는 계면 친수성 평가 결과, c는 수소생산 촉매공정 기술 구현 흐름도.(그래픽=DGIST)