경제성 갖춘 폐PET 재활용 기술 나와…상용화까지 5~6년 예상

폐페트(PET) 재활용 비율이 기존대비 4배 이상인 80~90%에 이르고, 수소까지 생산이 가능한 경제성 있는 신기술이 개발됐다.

류정기 UNIST 에너지화학공학과 교수는 지디넷코리아와의 전화통화에서 "상용화까지는 5~6년이 걸릴 것으로 보인다"며 "경제성 분석 결과도 만족스럽다"고 말했다.

페트병은 플라스틱을 원료로 만들지만, 재활용율은 20% 안팎에 불과하다. 대부분은 저급 섬유나 충전재로 쓰인 뒤 폐기된다.

류 교수는 오태훈 UNIST 에너지화학공학과 교수와 공동으로 저온에서 페트 폐기물을 화학적으로 분해하고 청정 수소나 전기를 생산할 수 있는 다기능성 촉매 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

현재 페트 플라스틱 재활용에는 200℃ 이상의 고온과 복잡한 정제 공정이 필요하다. 생산 단가는 석유화학 공정에서 생산된 원료보다 비싼 상황이다.

류 교수는 "반면 우리가 개발한 공정은 100℃에서 이뤄진다. 분리정제도 간단하다"며 "분쇄 페트병을 물, 용매(DMSO), 폴리옥소메탈레이트 촉매와 섞어 가열하는 방식을 쓴다"고 설명했다.

연구팀은 사용된 촉매를 수소나 전력 생산에 다시 재활용할 수 있다고 부연설명했다. 폐 플라스틱이 액체 형태의 에틸렌글리콜로 분해하는 과정에서 촉매와 반응, 포름산으로 바뀌고, 이때 촉매가 에틸렌글리콜에서 전자를 추출해 저장한다는 것. 이 전자는 수소저장장치로 보내져 전기를 생산하게 된다.

실제 실험에서는 물 전기 분해 전압보다 최대 25% 낮은 1.2볼트(V)의 전압에서 수소를 만들어냈다. 연료전지는 전극 1cm²당 12.5 밀리와트(mW)의 전력을 생산했다.

경제성 평가에서는 고순도 플라스틱 단량체(테레프탈산)를 기존 생산 단가(kg당 0.92달러)보다 낮은 비용(kg당 0.81달러)으로 공급할 수 있음이 확인됐다.