석유 페트병 대체하는 ‘친환경 페프병’ 나온다

갑각류서 나온 키토산 바이오매스 유래 촉매제 개발...2020년 시장 진입 전망

한국화학연구원 차현길‧황성연 박사 연구팀의 바이오플라스틱 PEF 원료 생산 촉매개발 연구 논문[사진=한국화학연구원]

전 세계 주요 오염물질 중 하나인 석유 플라스틱 페트병을 대체할 ‘친환경 페프(PEF)병’이 나온다. PEF는 식물자원을 원료로 제조되는 바이오플라스틱으로, 2020년 시장에 나올 것으로 예상된다.

한국화학연구원은 차현길·황성연 박사 연구팀이 바이오플라스틱 PEF의 원료인 2,5-FDCA를 생산하는 촉매개발에 성공했다고 8일 밝혔다.

바이오플라스틱 PEF는 석유 플라스틱 PET와 같은 수준의 기능적 특성을 가지고 있어 탄산음료용기나 식품 포장재 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

PEF의 원료인 2,5-FDCA는 목재 유래 물질인 5-HMF(Hydroxymethylfurfural)에서 나오지만 여러 부산물이 함께 나올 수 있어, 2,5-FDCA만 선택적으로 만들 수 있는 촉매연구가 전 세계에서 경쟁적으로 이뤄지고 있었다. 이번 연구 결과는 5-HMF을 2,5-FDCA로만 변환할 수 있는 촉매기술을 개발한 것이어서 주목된다.

차현길·황성연 박사 연구팀은 게와 새우 등 갑각류 껍데기에서 나온 키토산 바이오매스에서 유래한 탄소 기반의 지지체에 금속입자를 결합시켜 분말 형태의 촉매를 개발했다. 연구진에 따르면 키토산 유래 촉매는 고성능액체크로마토그래피로 확인한 결과, 전환효율이 110℃ 기준에서 99%에 달하며, 촉매를 사용한 후 회수해 재사용할 수 있을 만큼 성능이 우수해 경제성과 친환경성을 두루 갖췄다.

차현길 한국화학연구원 박사는 “바이오매스 폐자원을 활용해 제조할 수 있는 새로운 연구 아이디어를 제시하면서도 상업화가 충분히 가능하다”면서 “친환경 바이오플라스틱 생산을 통해 플라스틱 폐기물 저감에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 촉매화학 분야 권위지‘미국화학회 지속가능 화학 및 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry&Engineering(IF:6.140))’2월호의 표지논문으로 게재됐다.