화학뉴스

국내 연구진이 혼합된 폐플래스틱을 플래스틱 원료로 재활용할 수 있는 기술을 개발했다.
한국기계연구원(KIMM)이 주관하고 한국화학연구원, 한국생산기술연구원, 한국과학기술연구원 등이 참여한 플라즈마 활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단은 세계 최초로 다양한 폐플래스틱을 선별 과정 없이 플래스틱 원료인 에틸렌(Ethylene)과 벤젠(Benzene)으로 되돌리는 플라즈마 전환 공정을 개발했다.
플라즈마는 고온에서 전기적으로 활성화된 기체 상태로 기존 열분해보다 훨씬 빠른 반응 속도와 높은 에너지 전달 특성을 가진다.
연구진은 9월5일 100% 수소를 사용하는 고온 플라즈마 토치를 활용해 섭씨 1000-2000도에서 혼합 폐플래스틱을 0.01초 안에 분해하는 공정을 공개했으며 전체 생성물의 70-80% 이상을 에틸렌과 벤젠으로 전환하는 데 성공했다.
기존의 플래스틱 열분해 방식은 450-600도에서 수백 종의 혼합물질이 생성되지만 실제 활용 가능한 화학물질은 20-30%에 불과한 한계가 있다. 
또 CR(Chemical Recycle) 공정은 물리적인 분리수거와 라벨 제거 작업 등 엄격한 선별 과정이 요구되며 보급이 늦어지고 있다.
반면, 플라즈마 공정을 이용하면 플래스틱을 초고온에서 빠르게 분해해 고분자 구조를 효율적으로 깨뜨릴 수 있고 부산물인 왁스와 경질 탄화수소도 동시에 처리할 수 있어 전체 생성물의 70% 이상을 재활용할 수 있다.
아울러 기존 열분해 방식에서 활용하기 어려웠던 왁스까지도 80% 이상 선택도로 전환할 수 있다. 
연구진은 현재 1% 미만인 폐플래스틱의 CR 비율을 획기적으로 높이는 것을 목표로 하고 있다.
특히, 파일럿 운전을 통해 생산한 에틸렌의 단가가 기존 에틸렌과 비슷해 동일한 수준의 경제성을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 
2026년부터 국내 실증 사이트에서 장기 운전 검증을 진행하고 상용화를 추진할 계획이다.
송영훈 사업단장은 “세계 최초로 혼합 폐플라스틱을 원료로 전환하는 경제적 공정을 확보했다”며 “플래스틱을 소각하는 대신 재활용할 수 있어 탄소 배출 감축 효과가 크고 신재생에너지를 활용하면 이산화탄소(CO2) 배출이 사실상 없는 시스템도 가능하다”고 설명했다. (이주윤 기자)