혼합 폐플라스틱 분리수거 않고 재활용한다…에틸렌·벤젠으로 전환

작성일 09-03

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         <section dmcf-sid="u28U3JYcJ1">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d62f0bc4ee262471a74c6d2374d7c50dbccdc67a4023b1025bf6ec6eacc6decb" dmcf-pid="7V6u0iGkL5" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="플라즈마 활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단에서 개발한 수소 플라즈마 실증 설비. 한국기계연구원 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903115342830sgbu.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="UNHswpg2Jt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903115342830sgbu.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            플라즈마 활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단에서 개발한 수소 플라즈마 실증 설비. 한국기계연구원 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="128642981cd0fd03bda47716929f1ad5145c19cb578c28238a294f196e75f35b" dmcf-pid="zfP7pnHEMZ" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 혼합 폐플라스틱을 분리수거 없이 화학적으로 재활용할 수 있는 기술을 개발했다. 플라스틱 분리 배출의 번거로움을 줄이고 재활용률을 높일 수 있는 기술이다. </p>
          <p contents-hash="e30c6cb1f12963b2ff5f8d3fcdef3a349b49debf59858ed85da4df11b32e781f" dmcf-pid="q4QzULXDMX" dmcf-ptype="general">한국기계연구원은 '플라즈마 활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단'이 혼합된 폐플라스틱을 선별 작업 없이 플라스틱 원료로 재활용할 수 있는 플라즈마 전환 공정을 개발했다고 3일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="5ef6c004c8d249bd2b8d27037b0542013d5b73924a12ed7a4b3511e89e6a31fd" dmcf-pid="B8xquoZwdH" dmcf-ptype="general">사업단에는 한국화학연구원, 한국생산기술연구원, 한국과학기술연구원을 비롯한 다수의 대학이 참여했다.</p>
          <p contents-hash="231b837e4e6ab907504b42ca19500ba0a90fb8781ed41e5017d9c3e51bb5e768" dmcf-pid="bWXOrUaVRG" dmcf-ptype="general">사업단이 개발한 기술은 플라즈마를 이용해 혼합 폐플라스틱을 에틸렌과 벤젠으로 전환하는 새로운 개념의 공정이다. 플라즈마는 고온에서 전기적으로 활성화된 기체 상태다. 연구팀이 개발한 공정은 기존 열분해보다 반응 속도가 훨씬 빠르다.</p>
          <p contents-hash="5c6cb028ef9b7ce8f1315a6a9efd742354ba52d9327def0e5ad295fa21382811" dmcf-pid="KYZImuNfiY" dmcf-ptype="general">사업단은 세계 최초로 100% 수소를 사용하는 고온 플라즈마 토치를 개발해 혼합 폐플라스틱을 1000~2000℃의 초고온에서 0.01초 이내에 분해하는 데 성공했다. 초고온에서 폐플라스틱을 순간적으로 분해해 고분자 구조를 효율적으로 깨뜨리는 방식이다.  </p>
          <p contents-hash="6c81cec95097c50646a7fcb7a73a41efbe2a3059c7d2621ff385468b6f4bcf8c" dmcf-pid="9G5Cs7j4dW" dmcf-ptype="general">폐플라스틱을 플라즈마 공정에 투입한 결과 플라스틱 제조의 핵심 원료인 에틸렌과 벤젠을 높은 비율로 얻었다. 반응공정에 투입한 물질로부터 전환된 화학물질 가운데 원하는 화학물질이 차지하는 비중인 선택도는 70~90%, 에틸렌 수율은 70% 이상으로 나타났다. 정제 과정을 거친 후에는 석유화학 공장에서 생산되는 것과 동일한 수준인 99% 이상의 고순도 원료도 확보할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="9f0f1c563db80182e2ccdebb558da8f79cfe77aa4b87bca05acb1787a4330979" dmcf-pid="2H1hOzA8Ry" dmcf-ptype="general">기존 고온 공정에서 흔히 발생하는 탄소 부산물 문제는 100% 수소를 사용하는 방식으로 해결했다. 이 과정에서 부산물로 생기는 왁스와 경질 탄화수소까지 처리했다. </p>
          <p contents-hash="a159f88d08dc37ea9bdd0900310d25a866e3312d9167aeda10f466ef05ed4255" dmcf-pid="VXtlIqc6MT" dmcf-ptype="general">결과적으로 전체 생성물의 70~80% 이상을 플라스틱 제조에 다시 활용할 수 있는 에틸렌과 벤젠으로 바꾸는 데 성공했다. 특히 기존 열분해 공정에서 활용하기 어려웠던 왁스까지 80% 이상의 비율로 원하는 원료로 전환해 에너지 효율을 크게 높였다.</p>
          <p contents-hash="3bd339d3555b28a341cd76ebe2845191bf8e8bcbd23c6bffe167335b44116a24" dmcf-pid="fZFSCBkPdv" dmcf-ptype="general">지금까지 폐플라스틱은 소각, 소각 후 열회수, 물리적 재활용, 화학적 재활용의 과정을 거쳐야 했다. 이 기술이 상용화되면 분리수거의 번거로움이 사라지고, 현재 약 1% 미만인 국내 폐플라스틱 화학적 재활용률을 획기적으로 높일 수 있다. 소각 대신 재활용이 가능해 탄소배출 저감효과도 크다. </p>
          <p contents-hash="45854cdfbf12009463bee3a10cf2ce1a18c138c00d96b5d8a889208247b708ed" dmcf-pid="453vhbEQiS" dmcf-ptype="general">사업단은 2026년부터 국내 실증 사이트에서 장기 운전 검증을 진행해 상용화를 가속화할 계획이다. 송영훈 사업단장은 “세계 최초로 혼합 폐플라스틱을 원료로 전환하며 경제성을 갖춘 공정을 확보했다”며 “실증과 사업화를 통해 폐기물과 탄소 문제를 동시에 해결할 것”이라고 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="0458bb0893726e9970b1a515b50105c94a1dbd0576cdae7afd1ac2a914213f3c" dmcf-pid="810TlKDxMl" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
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