[에너지단열경제]이재철 기자

폐플라스틱병을 이용한 활성탄 제조 및 이산화탄소 포집 모식도./고려대학교 제공

고려대학교 화공생명공학과 이기봉 교수, 포항산업과학연구원 이종규 박사, 울산과학기술원 곽상규 교수 연구팀이 버려지는 PET 폐플라스틱병을 이용해 다공성 탄소소재(활성탄)를 제조, 이산화탄소 포집의 상용화 가능성을 입증했다.
플라스틱은 원하는 물성으로 가공하기 쉬워 생활에 밀접하게 사용되어왔으나 1950년대 이후 총 83억톤 이상의 생산량 중 25%만 재활용되고 나머지 63억톤은 처리되지 않고 버려지거나 소각됐다.
폐플라스틱은 해양으로도 유입돼 미세플라스틱을 생성, 수중 생태계 뿐만 아니라 인간의 건강까지 위협하고 있다.
연구팀은 PET 폐플라스틱병을 이용해 활성탄을 제조할 수 있는 기술을 개발했으며, 기존 재활용 방법에 이용하기 어려운 오염된 폐플라스틱병도 활용이 가능하도록 했다.
폐플라스틱병을 이용해 제조된 활성탄은 이산화탄소 포집에 상용화가 가능한 정도의 탁월한 성능이 있음을 실험을 통해 확인했다.
활성탄으로 불리는 다공성 탄소소재는 대기환경 및 수처리, 반응촉매 등 다양한 곳에서 활용되고 있다.
주로 야자 껍질이나 석탄 등을 열처리와 화학적/물리적 활성화 과정을 거쳐 생산한다.
국내에서 생산되는 활성탄의 원료는 대부분 수입에 의존하고 있다. 

폐플라스틱병을 이용해 제조한 활성탄의 전자 현미경 사진 (왼쪽 상단), 연속 이산화탄소 포집 운전 결과 (오른쪽 상단), 활성탄 기공 형태에 따른 이산화탄소 및 질소 흡착 거동 (하단)./고려대학교 제공

이번 연구로 폐플라스틱을 활성탄 제조에 활용한다면 자원순환과 온실가스 감축이라는 환경성과 수입 대체 및 원료가격 저감 등의 경제적 효과가 있을 것으로 전망된다.
연구팀은 다양한 종류 및 형태의 폐플라스틱, 커피 찌꺼기, 석유계 코크 등 버려지거나 가격이 저렴한 탄소 원료 물질을 활용하여 활성탄으로 고부가가치화하는 연구도 수행하고 있다.
이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘화학공학저널’(Chemical Engineering Journal) 온라인판에 게재됐다.

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