이번 연구를 수행한 연구진. 박치영(왼쪽부터) DGIST 교수, 부석형 박사과정생, 조완수 석박사통합과정생, 차효정 경북대학교 교수.[DGIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 박치영 교수팀이 설탕에서 얻은 성분을 활용해 플라스틱 재활용을 어렵게 만드는 첨가제를 효과적으로 제거하는 촉매 기술을 개발했다. 이번 연구는 기존 복잡하고 비용이 많이 드는 공정을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 재활용과 환경 정화 기술로의 확장 가능성도 제시했다.

연구팀은 설탕에서 추출한 고리형 분자인 사이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 활용해 플라스틱 재활용을 방해하는 난연제를 효과적으로 분해하는 촉매를 개발했다. 이 촉매는 이황화몰리브덴(MoS₂), 풀러렌(C), 사이클로덱스트린의 3성분으로 구성됐으며, 연구팀이 개발한 기계화학적 혼합 기술을 통해 단순한 막자사발 공정만으로도 짧은 시간 안에 제작할 수 있다. 또한 수소 생산 속도를 크게 높이고 플라스틱 첨가제 분해에도 탁월한 성능을 보였다.

막자사발을 이용하여 촉매의 활성면을 극대화하는 간단한 방법 개요도.[DGIST 제공]

특히 이번 촉매 기술은 엔지니어링 플라스틱의 재활용을 어렵게 하는 할로겐계 난연제를 효과적으로 제거해 재활용 가능성을 높였다. 이는 환경 규제 이전에 생산된 플라스틱 제품의 재활용 문제를 해결할 중요한 돌파구가 될 것으로 기대된다.

박치영 교수는 “이번 연구는 초분자화학의 강점을 활용해 기존 산업화 공정의 한계를 극복한 사례”라며 “이황화몰리브덴 촉매를 활용한 환경 정화 기술로도 연구를 확대할 계획”이라고 밝혔다.

한국연구재단 중견연구자지원사업 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 게재됐다.