페트 대신할 친환경 플라스틱 `페프` 촉매 개발

↑ [사진 출처 = 연합뉴스]

국내 연구진이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET·페트) 용기를 대신할 바이오 플라스틱 페프(PEF) 원료를 생산하는 촉매 개발에 성공했다.
한국화학연구원은 차현길·황성연 박사 연구팀이 바이오 플라스틱 '폴리에틸렌 푸랜디카르복실레이트'(PEF·페프)의 원료인 '2,5-FDCA'(2,5-Furandicarboxylic acid) 생산 촉매 개발에 성공했다고 8일 밝혔다.
페프는 2020년 시장에 진입해 탄산음료 용기, 식품 포장재 등 다양한 분야에서 페트를 대체해나갈 것으로 예상된다.
페프는 식물 자원을 원료로 제조되는 친환경 소재로, 석유계 플라스틱인 페트와 비슷한 수준의 장벽 특성과 열적 특성을 가지고 있다. 에틸렌글리콜과 2,5-FDCA를 합성해 만드는데, 주요 원료인 2,5-FDCA를 얻는 게 쉽지 않았다.
화학연구원 연구진은 목재에서 유래한 물질인 5-HMF에서 이 핵심 원료만 선택적으로 변환하는 촉매 기술을 구현했다. 게나 새우 등 갑각류 껍질로부터 유래한 키토산 바이오매스를 응용해 촉매를 분말 형태로 만들었다.
해당 촉매를 고성능 액체 크로마토그래피로 확인한 결과 110도 기준에서 전환 효율이 99％에 달한다고 연구팀은 설명했다.
사용한 촉매를 회수해 재사용할 수 있을 만큼 성능이 우수하다. 기존에는 비싼 금이나 유해한 납 등으로 촉매 물질을 만들었으나, 키토산 유래 촉매는 귀금속 물질 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.
차현길 한국화학연구원 박사는 "바이오매스 폐자원을 활용해 제조할 수 있는 새로운 연구 아이디어를 제시하면서도 상업화가 충분히 가능하다"며 "친환경 바이오 플라스틱 생산을 통해 플라스틱 폐기물 저감에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구는 산업통상자원부 산업 핵심기술개발사업과 한국화학연구원 주요 사업 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 미국 화학회에서 발간하는 촉매 화학 분야 학술지 '지속 가능 화학 및 공학'(ACS Sustainable Chemistry ＆ Engineering) 2월호 표지논문으로 게재됐다.
[디지털뉴스국 김설하 인턴기자]