친환경 촉매로 페트 폐기물, 효과적으로 분해기술 개발
화장품, 손소독제는 물론 합성섬유 원료물질로 전환

생수를 비롯해 각종 음료수를 담는 페트(PET)병을 분해해 손소독제나 화장품, 나일론 원료물질로 만들 수 있는 기술이 나왔다. 이번 기술을 활용하면 쓰고 버려지는 플라스틱을 다시 플라스틱으로 재활용하는 것이 아니라 새로운 물질을 만들 수 있게 되는 것이다.

고려대, 한국화학연구원, 포스텍, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 공동연구팀은 친환경 촉매를 이용해 페트 폐기물을 효율적으로 분해해 새로운 물질의 원료로 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 23일자에 실렸다.

페트처럼 고분자 물질은 단량체가 반복적으로 연결돼 있다. 고분자 물질을 폐기하거나 재활용하기 위해서는 단량체로 분해해야 하는데 그 전에 단량체가 수 개~수십개 정도 연결된 저중합체로 예비 분해하는 것이 고농도의 단량체를 많이 얻을 수 있다. 연구팀은 미생물이 분비하는 효소를 이용한 분해공정을 최적화하기 위해 효소나 미생물 발효에 방해되는 구성성분을 최소화할 수 있는 분해공정을 개발했다.

연구팀은 동식물은 물론 미생물 같은 생물체에 널리 존재하는 베타인이라는 물질이 페트를 효율적으로 분해시키는 촉매로 작용할 수 있다는 사실을 발견했다. 베타인은 양이온과 음이온을 동시에 가진 양쪽성 이온이기 때문에 페트 분해에 효과적이라고 알려진 촉매인 이온성 액체와 유사할 것이라고 연구팀은 보았던 것이다.

연구팀은 실제로 베타인을 이용해 페트를 분해한 결과 페트의 80% 이상을 저중합체로 분해할 수 있었고 발효공정 후 최종 반응산물만 분리하면 되기 때문에 공정을 단순화할 수 있었다. 더군다나 금속이온이나 유기화합물 촉매가 아니기 때문에 최종물질 분리가 더 용이한 것으로 확인됐다.

이렇게 생물전환공정으로 페트를 분해해서 얻은 성분은 화장품이나 손소독제 원료로 쓰일 수 있는 글리콜산, 프로토카테큐익산이나 나일론 같은 고분자 물질을 합성할 수 있다.

김경헌 고려대 생명과학대학 교수는 “이번 연구는 페트의 효율적 분해를 위해 화학적, 효소적 공정을 통합시켰을 뿐만 아니라 분해는 물론 고부가가치 산물을 생산해냈다는데 의미가 크다”라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr