폐플라스틱 90% 이상 분해·탄소 배출 저감 기대

(왼쪽부터) 고려대 권태은 박사과정(제1저자), 안서영 석박사통합과정(제1저자), 원왕연 교수(교신저자), 노인수 교수(교신저자). 사진=고려대학교

폐플라스틱 재활용 과정에서 오히려 탄소 배출이 발생하는 이른바 ‘친환경의 역설’을 해결할 기술이 개발됐다.

고려대학교는 화공생명공학과 노인수 교수 연구팀과 원왕연 교수 연구팀이 외부 수소 공급 없이 폐플라스틱을 고부가가치 연료로 전환하는 ‘지속가능한 업사이클링 공정’을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 ‘Nature Communications’에 2025년 12월 24일자로 게재됐다.

기존 폐플라스틱 재활용 방식인 수소화 분해는 플라스틱 분자를 분해하기 위해 외부에서 고압의 수소 가스를 주입해야 한다. 이 과정에서 사용되는 산업용 수소는 대부분 화석 연료 기반의 ‘그레이 수소’로, 생산 과정에서 다량의 이산화탄소가 배출된다. 이로 인해 플라스틱을 재활용할수록 탄소 배출이 늘어나는 모순이 발생한다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 액상 유기 수소 운반체(LOHCs)인 데칼린을 활용해 수소를 추출하고, 추출한 수소를 플라스틱 분해 반응에 사용하는 ‘탠덤 촉매 전략’을 제시했다. 또한 ‘Pt/HZSM-5’ 촉매도 개발했으며, 데칼린과 해당 촉매를 이용한 실증 실험에서 폐플라스틱의 90% 이상이 분해된 것으로 나타났다.

연구팀은 “이번 연구는 수소 생산의 탄소 발자국 문제와 플라스틱 폐기물 문제를 동시에 해결할 수 있는 지속 가능한 업사이클링 경로를 제시했다”며 “플라스틱 순환 경제 구축을 위한 핵심 기술이 될 것”이라고 말했다.

<문화경제 한시영 기자>