사진 설명=폐플라스틱병을 이용한 활성탄 제조 및 이산화탄소 포집에 대한 모식도


고려대학교 공과대학(학장 김용찬) 화공생명공학과 이기봉 교수팀과 포항산업과학연구원 이종규 박사, 울산과학기술원 곽상규 교수팀이 지구온난화를 해결할 획기적인 연구 결과를 내놨다.


버려지는 PET(페트) 폐플라스틱병으로 다공성 탄소소재(활성탄)를 제조해 지구온난화의 주범으로 알려진 이산화탄소 포집에 효과적으로 적용할 수 있음을 입증한 것.


현대 일상에서 플라스틱은 원하는 물성으로 가공하기 쉬워 매우 밀접하게 사용되고 있지만 무분별한 사용으로 자연 생태계는 물론 인간의 건강까지 위협하는 실정이다.


더욱이 플라스틱이 상용화된 1950년대 이후 총 83억 톤 이상의 플라스틱 생산량 중 25% 정도만 재활용되고 약 63억 톤은 처리되지 않고 버려지거나 소각하고 있다. 이에 올바르게 처리되지 않은 폐플라스틱은 해양으로도 유입돼 미세플라스틱을 생성하면서 수중 생태계 파괴의 주된 원인으로 자리한 지 오래다.


이처럼 환경 보존을 위한 폐플라스틱을 재활용하는 제대로 된 기술이 시급한 시점에 이번 연구를 통해 PET 폐플라스틱병을 이용해서 고부가가치 물질인 다공성 탄소소재(활성탄)를 제조할 수 있는 기술을 개발함으로써, 향후 폐플라스틱을 처리하는 새롭고 유익한 방법으로 주목을 받고 있다.


무엇보다 이 기술은 재활용이 불가한 심하게 더럽거나 오염된 폐플라스틱병도 활용이 가능하다는 게 큰 장점으로 꼽힌다.


다공성 탄소소재(활성탄)는 대기환경 및 수처리, 반응촉매 등 여러 곳에 이용되고 있는데, 야자껍질이나 석탄 등을 열처리와 화학적/물리적 활성화 과정을 거쳐 생산하게 된다.


특히, 국내에서 생산되는 활성탄의 원료물질은 수입에 의존하고 있어서 폐플라스틱을 활성탄 제조에 활용한다면 수입 대체 및 원료가격 저감 효과까지 있을 것으로 기대를 모은다.


공동연구팀은 실험을 통해서 PET 폐플라스틱병으로 제조된 활성탄이 이산화탄소 포집에 상용화가 가능한 정도의 탁월한 성능을 지니고 있음을 확인했고, 우수한 포집 성능은 이산화탄소 흡착에 유리한 크기의 기공을 잘 발달시켜 얻을 수 있음을 다양한 분석과 분자수준의 전산모사를 통해 밝혀냈다.


이외에도 공동연구팀은 다채로운 종류 및 형태의 폐플라스틱, 커피 찌꺼기, 석유계 코크 등 버려지거나 가격이 저렴한 탄소 원료 물질을 활용해 활성탄으로 고부가가치화하는 연구도 진행 중이다.


과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 및 C1가스리파이너리사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 화학공학 분야 상위 3% 국제학술지인 화학공학 저널(Chemical Engineering Journal) 온라인판에 실렸다.  / 공과대학신문