美-中 과학자, '플라스틱 폐기물→휘발유' 혁신 기술 공동 개발

미국과 중국의 과학자들이 실온에서 95% 이상의 효율로 독성 혼합 플라스틱 폐기물을 휘발유로 안전하게 전환하는 '원스텝(one-step)' 방법을 개발했다.

이는 플라스틱을 연료로 바꾸는 기존 방법과 비교해 에너지 소모, 장비, 공정 단계가 훨씬 적어 산업 적용과 상용화 가능성이 높다는 점에서 획기적인 기술로 평가된다고 27일(현지 시각) 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 보도했다.

연구팀은 미국 에너지부 산하 태평양 북서부 국립연구소, 컬럼비아 대학교, 뮌헨 공과대학교, 중국 화동사범대학교(ECNU)의 연구원들로 구성되었다. ECNU의 소셜미디어 게시물에 따르면 분해하기 어려운 혼합 플라스틱 폐기물이 단 한 단계로 주변 온도와 압력에서 프리미엄 휘발유로 효율적으로 전환된 것은 이번이 처음이다.

연구원들은 이 방법이 "다양한 플라스틱 폐기물을 한 번에 가치 있는 제품으로 전환함으로써 순환 경제를 지원한다"고 '사이언스(Science)' 저널에 발표된 논문에서 밝혔다.
플라스틱을 연료로 전환하는 기존의 방법은 독성 화합물을 방지하기 위해 가공 전에 염소화된 폴리염화비닐(PVC)을 탈염소화하는 복잡한 과정이 필요했다.

하지만 이번에 개발된 기술은 PVC 폐기물을 단일 단계 공정에서 염소가 없는 연료 성분과 염산으로 업그레이드하는 새로운 전략을 제시한다. 이를 위해 연구팀은 플라스틱 폐기물을 경질 이소알칸(정유 공정의 부산물)과 결합했다.

연구팀은 이 공정을 통해 휘발유의 주요 성분인 '휘발유 범위' 탄화수소를 생산했으며, 회수된 염산은 안전하게 중화되어 많은 현대 산업에서 원료로 재사용될 수 있다고 말했다. 현재 염산 생산은 여러 고온, 에너지 집약적 공정에 의존한다.

이번 연구는 실제로 혼합·오염된 PVC와 폴리올레핀 폐기물 흐름을 처리하는 데 적합하며, 섭씨 30도에서 연질 PVC 파이프의 경우 95%, 경질 PVC 파이프와 PVC 와이어의 경우 99%의 전환 효율을 달성했다.

전 세계 누적 플라스틱 생산량은 100억 톤에 이르며, 그중 대부분은 재활용하기 어려운 폐기물이 될 운명이다.

이러한 상황에서 미·중 공동 연구팀이 개발한 이번 기술은 플라스틱 폐기물 문제를 해결하는 동시에, 에너지 생산과 산업 원료 재활용이라는 두 가지 중요한 목표를 동시에 달성할 수 있는 새로운 길을 제시하며 주목받고 있다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com