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NEW 장혜영 교수팀, 폐플라스틱에서 수소 및 젖산 생산 촉매 및 공정기술 개발
- 2024-07-23
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우리 학교 화학과 장혜영 교수팀이 한국화학연구원과의 공동 연구로 폐플라스틱으로부터 수소와 젖산 생산 및 분리법을 개발했다. 재활용이 불가능한 플라스틱을 청정 연료와 원료로 전환하는 친환경적인 방안으로 산업계에서 높은 관심을 가질 것으로 전망된다.
장혜영 교수팀은 ‘촉매를 이용한 폐플라스틱으로부터 젖산 생산 및 멤브레인 전기투석을 이용한 친환경 분리 기술 개발(Ir(triNHC)-Catalyzed Upcycling of Waste PET for Lactic Acid Production with Sustainable Isolation via Bipolar Membrane Electrodialysis)’이라는 논문으로 화학 분야 국제 학술지인 <앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition>에 온라인 게재됐다. 해당 연구성과는 학술지의 인쇄판 표지 논문(Inside back cover)으로 선정됐다.
이번 연구에서는 황영규 박사(한국화학연구원)가 공동 교신저자로 참여했고, 이미현(대학원 에너지시스템학과 석박통합과정) 학생과 김지훈 연구원(한국화학연구원)이 공동 제1저자로 참여했다. 아주대 장혜영 교수팀은 폐플라스틱에서 젖산과 수소를 생산하는 촉매공정을, 한국화학연구원 연구진은 젖산 분리공정기술을 각각 담당했다.
전 세계 플라스틱 사용량은 지속적인 증가 추세여서 앞으로 폐플라스틱으로 인한 환경문제는 더욱 심각해질 전망이다. 현재 폐플라스틱 처리에 손꼽히는 가장 큰 문제는 낮은 재활용률이다. 전 세계 플라스틱 재활용율은 9%에 불과한 것으로 알려져 있다. 현재는 투명하고 이물질이 없는 깨끗한 플라스틱에 한해서만 재활용 공정이 가능하기 때문에 대부분의 플라스틱은 매립되거나 연소시키는 현실이다.
공동 연구팀은 범용플라스틱인 PET에서 선순환의 가능성을 높게 보고, 독자적으로 개발한 이리듐 촉매를 활용하여 폐PET와 메탄올로 젖산과 수소를 생산하는 방법을 개발했다. 기존에 재활용이 어려운 유색 플라스틱은 물론, 폴리에스터 의류에서도 고부가가치 화합물과 수소를 생산할 수 있다. 이번 기술의 가장 큰 장점은 폐플라스틱 분리공정에 경제성이 높고, 고부가가치 원료와 연료를 경제적인 방법으로 얻을 수 있다는 점이다. 새로운 폐플라스틱의 선순환방안을 제시하고 촉매의 작동원리를 규명한 점에서 실용적·학술적 의의를 모두 가지고 있다.
이번 연구는 ▲G-LAMP 사업 ▲Carbon to X사업 ▲중견연구자 사업의 지원을 받아 수행됐다.