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Ceramist > Volume 25(2); 2022 > Article
촉매를 이용한 폐플라스틱의 고부가가치 화합물로의 업사이클링 전환

Abstract

Plastic is widely used in almost every sector of the modern economy owing to its low cost, durability, lightweight, and versatility. The mass use of plastic started in the 1950s and has exponentially increased ever since. Today, the world produces more than 350 million tons of plastic every year. However, of the 8.3 billion metric tons that have been produced, only nine percent have been recycled. The pandemic accelerates the use of single-use plastics for packaging and food delivery, which is intensifying our plastic waste problem. In this study, the latest research trends on the chemical recycling of waste plastics using heterogeneous catalysts will be discussed.

1. 서론

2022년 4월 영국 헐요크 의대 연구팀은 미세 플라스틱 (microplastics)이 살아있는 사람의 폐에서 처음 검출이 되었다는 보고를 하였다 [1]. 연구팀에 따르면 폐 수술을 받은 환자 13명 중 11명에게서 미세플라스틱 성분이 검출되었고, 검출된 플라스틱의 종류는 PP (23%)와 PET (18%)이었다 [1]. 미세플라스틱의 인체 독성은 아직 학술적으로 증명된 바는 없지만, 세포 손상과 신경 독성 및 조기 사망 등을 이끌 가능성이 높다는 보고가 있다. 그렇다면 미세 플라스틱은 어떻게 인간의 몸 속으로 들어간 것일까? 플라스틱은 종류에 따라 분해되는데 50-600년이 걸리는 것으로 알려져 있다. 따라서 폐플라스틱이 사용 후 제대로 처리 및 재활용이 되지 않는다면, 플라스틱은 마모 및 충격으로 인해 아주 작은 입자가 되어 썩지 않은 상태로 존재하게 된다. 우리가 기르는 가축이나 바다를 근거로 살아가는 해양 생물들은 작은 플라스틱을 먹이로 오인하여 섭취하게 되고 이들 동식물을 우리가 섭취하게 되면 우리의 몸속에 미세플라스틱이 검출될 수 있게 되는 것이다. 해당 기고문에서는 폐플라스틱의 다양한 종류 및 재활용 방식, 특히 그 중에서 촉매를 활용한 화학적 폐플라스틱 분해 방식에 대해 다룰 것이다.

2. 국내 폐플라스틱 발생량과 추이

대한민국의 주요 국가별 1인당 연간 플라스틱 소비량을 보면 98.9 kg으로 세계 최고 수준이다 (그림 1 (a)) [2]. 이를 반영하듯, 2018년 네이처 지오사이언스에 발표한 논문은 인천, 경기 해안과 낙동강 하구가 세계에서 미세 플라스틱 농도가 2, 3번째로 높은 곳이라고 보고하였다 [3]. 특히, 국내의 폐플라스틱 발생량은 코로나 이후 배달 및 포장 음식과 인터넷 물건 배송으로 인해 약 10-20%이상 증가한 것을 확인할 수 있다 (그림 1 (b)) [4]. 2020년까지는 국내에서 재활용이 되지 않는 폐플라스틱은 해외로 수출하였으나, 2021년부터 ‘바젤협약’ 개정안이 발효됨에 따라 폐플라스틱은 수출입 통제 대상 폐기물이 되었다. 따라서, 증가하는 폐플라스틱의 효과적인 재활용 방식이 필요한 실정이다.
Fig. 1.
(a) Plastic waste generation per capita by country, (b) Monthly change in plastic waste generation in South Korea.
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3. 폐플라스틱 종류와 사용처

플라스틱 폐기물은 크게 저밀도 폴리에틸렌 (Low Density Polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (High Density Polyethylene, HDPE), 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP), 페트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리우레탄 (Polyurethane, PUR), 폴리염화비닐 (PVC), PS (폴리스티렌) 등으로 크게 7가지 정도로 나뉘어 진다. 전체 플라스틱 폐기물 중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 LDPE와 HDPE로 전체 폐기물 중 약 40%이상을 차지하고 있다 [5]. LDPE 와 HDPE는 화학성분 배출 및 독성이 없어 우유나 주스통, 세제 및 샴푸 용기 등 다양한 곳에서 쓰이고 있다. PP는 전체 플라스틱 폐기물 중 약 17%를 차지하고 있으며, 저렴하고 가벼우며 성형이 용이하다는 특징 덕분에 자동차 부품, 전자레인지에 사용할 수 있는 식품 용기 등에 다양하게 사용되고 있다. PET는 시중에 유통되는 플라스틱 음료수 병의 대부분을 차지하고 있으며, 장난감, 전기절연체 등으로 사용되고 있다. PVC는 유연한 플라스틱으로 각종 파이프, 랩 필름, 시트, 바닥재 등에 사용되어 왔지만, 염소 성분이 함유되어 재활용이 어렵고 다른 플라스틱의 재활용까지 방해하기에 PVC의 포장재 사용을 2019년부터 금지하였다. PS는 상대적으로 가장 적게 폐기물이 발생하는 플라스틱으로 가정용품, 카세트 테이프, 컵 등에 사용되어 왔다. 여기서 주목할 점은 LDPE, HDPE, PP는 전체 폐플라스틱 발생량의 57%를 차지하여 여러가지 플라스틱 중 가장 많은 양의 폐플라스틱을 생산한다는 점이다 [5]. 특히, 사용 연한이 1년에서 3년 미만인 분야인 packaging, textiles, consumer product 등과 같은 분야에서 LDPE, HDPE, PP는 약 65-85%를 차지하고 있어 다른 종류의 플라스틱보다 재활용 방법 개발이 더욱 필요하다 (그림 2) [5]. 세가지 종류의 플라스틱은 배달 음식 및 식품 포장 용기로 사용되기에 코로나로 이후 폐기물 양이 급증한 플라스틱이기에 폐플라스틱의 지속 가능한 재활용 방식이 더욱더 필요한 시점이다.
Fig. 2.
Types of plastic for different applications and contribution to waste generation.
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4. 폐플라스틱 재활용 방식

최근 연구에 따르면 폐플라스틱의 매립 (landfilling, 40%)과 소각 (incineration, 27%)는 적은 폐플라스틱 처리비용이 탓에 현재 가장 널리 사용되고 있다 [5]. 폐플라스틱 소각은 폐플라스틱을 처리하는 방식 중 환경에 가장 유해한 방식이다. 소각은 이산화탄소를 포함한 온실가스를 생산할 뿐 아니라, 다이옥신, 푸란, 납, 수은, 산성 가스 등의 유해물질을 공기 중에 배출하기에 독성 물질, 재, 오염된 공기와 수자원으로 인해 인간에게 가장 유해하나 많이 사용되고 있다. 그림 3에서 보이듯, 소각을 통해 일부 열에너지를 회수 가능하여 end-of-life (EoL, 제조 및 제품 수명 주기) bonus가 가능하지만 대표적인 폐플라스틱 처리 방식 중 가장 높은 CO2-eq emission index를 가지고 있다 [6]. 폐플라스틱 매립은 분해에 오랜 시간 (50-600년)이 걸리는 플라스틱의 특성 탓에 지속적으로 매립할 장소가 필요하며, 독성과 유해물질이 토양과 지하수에 스며들 수 있기에 자원 순환적 (circular)적인 폐플라스틱 처리방식이 아니다. 또한, 그림 3에서 볼 수 있듯, 순환적이지 않은 방식이기에 CO2-eq emission index가 소각 방식 다음으로 높은 것을 확인할 수 있다 [6].
Fig. 3.
CO2-equivalent emissions of landfilling, incineration, mechanical, and chemical recycling of plastic waste management. Adapted with permission from ref [6]
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높은 온실가스 배출량과 환경오염 문제를 야기하는 매립과 소각 방식의 대안으로 제시된 폐플라스틱 재활용 방법은 크게 기계적 (mechanical) 재활용, 화학적 (chemical) 재활용으로 구분된다. 그 중 기계적 재활용은 폐플라스틱을 잘게 분쇄한 뒤 세척·선별·혼합 등 단순한 기계적 처리 공정을 통해 재생 플라스틱을 제조하는 방식으로, 현재 플라스틱을 ‘처리’가 아닌 ‘재활용’하는 가장 대표적인 방식 (12%)이다. 해당 방식은 그림 3에서 볼 수 있듯, 소각과 매립에 비해 약 30-50% 낮은 CO2-eq emission index를 가지는 것을 확인할 수 있다. 하지만 해당 방식은 여러 화학제품이 혼합되거나 오염도가 높은 플라스틱에는 적용이 불가능해 재활용 대상이 제한될 뿐 아니라, 재활용 과정을 거치면서 더욱 질이 나빠져 재활용할 수 있는 횟수가 제한된다는 한계점을 지니고 있다. 또한, 화학 구조 변화없이 물리적인 형태만 바꾸는 방식이라 재활용 후 플라스틱의 가치가 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이에 반해 화학적 재활용 방식은 고분자 형태의 플라스틱을 화학적 반응을 통해 기존 원료였던 단량체 형태로 되돌리는 방식이다. 해당 방식은 기계적 재활용 방식에 비해 폐플라스틱에 존재하는 불순물에 영향을 적게 받을 뿐 아니라 기계적 재활용 방식에 비해 약 30-40% 낮은 CO2-eq emission index를 가지는 것을 확인할 수 있다 (그림 3). 특히 그 중에서 촉매를 이용한 화학적 재활용 방식은 기존 재활용 방식에 비교하여 생산되는 화합물들이 가장 높은 경제성을 가지고 있는 장점도 지니고 있다. 하지만, 화학적 재활용 비율은 약 1%를 차지하고 있고, 그 중 촉매를 이용한 화학적 재활용 방식은 0.1% 미만으로 아주 적은 비중을 차지하고 있다. 기계적 재활용방식에 비해 화학적 재활용으로 생산된 화합물들은 열분해유나 순수 재생원료, 연료 등으로 사용가능하기에 더 높은 부가가치를 가지고 있음에도 불구하고, 초기 비싼 시설 투자비용 탓에 높은 진입장벽을 가지고 있다. 이러한 이유로 기계적 재활용 방식에 비해 화학적 재활용을 할 수 있는 시설의 숫자가 적으며, 상대적으로 관련 연구 (특히, 촉매 및 화학반응 연구)가 적게 진행된 것을 이유로 들 수 있다.

5. 촉매 폐플라스틱 분해 반응

4장에서 언급한 폐플라스틱 중 가장 큰 비율을 차지하는 LDPE, HDPE, PP를 촉매를 이용한 화학적 재활용 방법을 통해 부가가치가 높은 물질로 전환하는 연구에 대해 알아보고자 한다. 촉매를 이용한 폐플라스틱 분해 반응은 크게 3가지 (열분해-수소화 2단계 분해, 수소첨가 폐플라스틱 분해, 수소 무첨가 폐플라스틱 분해)로 나뉘어 진다.

5.1. 열분해-수소화 2단계 분해 반응

열분해-수소화 분해 반응은 2단계로 구성되어 있으며 첫 번째 반응인 열분해 반응은 현재 화학적 재활용에서 가장 많이 사용되는 방식으로, 플라스틱 폐기물을 산소가 없는 반응기에 넣고 반응기 밖에서 열을 가해 분해하는 기술이다 [713]. 열분해 반응은 반응기 내 산소가 없어 플라스틱은 타지 않고, 생성물로는 가스, 오일 등이 생성된다. 열분해 방식은 폐플라스틱을 열로 분해하여 원료를 추출해 석유화학제품 원료인 나프타로 재활용하는 방식이며 상대적으로 연구가 많이 진행된 분야로 SK 를 포함한 국내의 기업들이 앞다퉈 상용화에 나서고 있다. 두 번째 반응인 수소화 반응은 열분해를 통해 생성된 나프타를 촉매를 이용하여 수소화 반응을 하여 부가가치가 더 높은 가솔린과 디젤과 같은 액상 연료를 생산하는 방식이다 [713]. 1단계인 열분해 방식은 산소가 없는 inert 환경에서 약 400 ℃ 이상에서 반응이 진행되는데 반해, 2단계인 수소화 반응은 수소 환경에서 약 250-400 ℃에서 진행되는 특성상 2개의 다른 반응시스템이 필요한 특징이 있다 [713]. 촉매가 사용되는 2단계 수소화 분해 반응에서 사용할 수 있는 높은 활성을 지닌 촉매 개발 연구가 과거 진행되어 왔다. 효과적인 오일의 수소화 분해를 위해 산을 포함한 지지체 (예, 제올라이트) 위에 Ni, Pt, Pd, Ru, Ni-Ru, Ni-Mo와 같은 다양한 금속이 올라간 촉매가 보고되었다 [714].

5.2. 수소 첨가 폐플라스틱 분해 반응

수소 첨가 폐플라스틱 분해 반응은 5.1장에 언급된 열분해-수소화 2단계 분해 반응과 달리 촉매를 이용한 폐플라스틱의 1단계의 hydrocracking을 통해 부가가치가 높은 화학물질을 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다 [15-21]. 1997년 유타 주립대학교 Anderson교수 연구팀은 Ni/HSiAl와 NiMo/HSiAl 촉매는 폐플라스틱에 포함된 불순물이나 황, 질소를 포함한 물질에 의한 비활성화를 보여준 기존의 보고된 촉매와 달리 375 ℃와 6.9 Mpa 의 수소 압력 조건아래에서 HDPE와 폐플라스틱을 가솔린 범위의 화합물로 성공적으로 전환할 수 있다는 것을 보고하였다 [16]. 그 중 Ni/HSiAl 촉매는 상용 가솔린에 비견될 정도의 고품질 액상 연료를 합성하였다는 점에서 의미 있는 연구결과이다. Ni 금속이 아닌 USY와 Beta 제올라이트를 지지체로 사용한 백금 촉매가 산과 금속의 상호작용 (bifunctional)에 의해 hydrocracking 반응성 및 선택성을 증가한다는 보고도 있었다 [18]. 해당 연구는 기존까지 촉매 사용이 단순히 폐플라스틱 hydrocracking 반응의 전환율 및 선택성에 영향을 미친다는 보고와 달리 산과 금속의 상호작용과 반응성의 상관관계를 규명하려고 했다는 점에서 의미를 지닌다. 하지만 정교하게 합성되지 않은 촉매를 사용한 탓에 이를 이용한 폐플라스틱 분해 반응 메커니즘과 활성화 장소가 제대로 규명되지 못한 한계점을 가지고 있다.
2021년 델라웨어 대학교 Dionisios Vlachos교수 연구팀은 Pt/WO3/ZrO2와 HY 제올라이트 촉매를 이용하여 LDPE를 225℃의 반응온도에서 85% 이상의 수율로 디젤과 가솔린 범위 액상연료로 전환하였다고 보고하였다 [22]. 첫 LDPE의 활성은 Pt사이트에서 일어나며, WO3/ZrO2와 HY 제올라이트에 존재하는 산이 추가적으로 분해되고, isomerization 반응이 WO3/ZrO2 사이트에서 일어난 후, olefin 수소화 반응이 Pt에서 일어난다는 보고를 하였다 [22]. 해당 연구는 기존까지 정교하게 규명되지 않았던 산과 금속의 상호작용이 플라스틱 분해반응에서 어떤 영향을 미치는지 심도있게 규명하였다는 점에서 흥미로운 연구결과이다.
2020년 미국 Ames Lab의 Perras박사 연구팀은 HDPE 플라스틱을 다공성 실리카와 백금 나노 입자로 이루어진 코어-쉘 촉매를 이용하여 디젤과 윤활유로 전환하는 연구결과를 발표하였다 [20]. 해당 촉매는 효소가 거대 분자를 반복적으로 분해하는 매커니즘 (“processive mechanism”)을 모방하여 합성한 것으로, 활성 부위에서 분자량 큰 플라스틱이 작은 분자로 분해되고, 과정이 반복되는 과정을 담고 있다 [20]. 해당 연구는 극소량 (0.004wt%)의 백금과 다공성 실리카 결합을 통해 정교한 core-shell 구조의 기공 크기를 제어하여 HDPE를 높은 수율의 액상 연료 (C8-C30 yield: 76%)로 전환하였다는데 큰 의미를 가진다. 특히, 다공성 물질의 기공 구조를 정밀하게 활용하여 플라스틱을 선택적으로 분해한 첫 연구로 주목을 받고 있다. 뒤이어 2021년 Ames Lab의 Huang 박사 연구팀은 같은 core-shell 촉매의 mSiO2/Pt/SiO2의 구조와 선택성 사이의 상관관계를 규명한 후속 연구결과를 발표하였다 (그림4) [23]. 그림 4에서 보이듯 Pt의 particle 크기가 1.7 nm에서 5.0 nm까지 세밀하게 조절되었음에도 불구하고, product distribution은 크게 차이가 없는 것을 볼 수 있다 (그림4 (a)). 따라서, 연구를 통해 Pt particle 크기보다도 mSiO2/Pt/SiO2의 구조가 반응성에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 해당 촉매는 over-cracking이 되지않고, C23에서 가장 높은 수율을 보이는 것을 확인하였다 (그림4 (b)).
Fig. 4.
(a) Similar carbon number distribution of extracted waxes with high conversion regardless of Pt particle size. (b) Narrow C23-centered product distribution of hydrocarbons in high yield using mSiO2/Pt/SiO2 with very low Pt loadings. Adapted with permission from ref [23]
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마지막으로, 일본 토호쿠 대학 Tomishige 교수 연구팀은 2021년 다양한 종류의 금속 (Ru, Ir, Pd, Cu, Rh, Ni, Pt, Co)과 지지체 (CeO2, TiO2, SiO2, ZrO2, carbon, H-USY)와 결합한 촉매를 합성하여, 플라스틱 분해반응에 최적화된 촉매 조합을 연구하였다 [21]. 이 중 Ru/CeO2촉매가 가장 우수하였으며, 해당 촉매는 상대적으로 낮은 반응 온도 (200 ℃)에서 LDPE를 분해하여 높은 수율의 액상 연료 (77%)와 왁스 (15%)로 생성할 수 있다는 것을 보고되었다 [21]. 도호쿠 대학 연구팀은 기존 보고된 Ru금속의 알케인 hydrogenolysis반응 메커니즘을 기반으로, 플라스틱 수소화 분해 반응의 메커니즘을 제안하였다. 첫 번째로, 알케인의 C-H결합의 해리 흡착이 일어나고 (step (i)), Ru 금속에 두 개의 알킬 adspecies를 형성하기위한 C-C 결합의 해리가 일어나고 (step (ii)), 마지막으로 adspecies의 수소화 및 생성물의 탈착 (step (iii))과정을 통해 플라스틱이 분해된다고 보고하였다. 해당 연구는 다양한 촉매조합을 통해 플라스틱 분해반응에서 가장 활성이 좋은 촉매를 개발하였다는데 의미를 지닌다.

5.3. 수소 무첨가 폐플라스틱 분해 반응

2020년 미국 University of California-Santa Barbara (UCSB)의 Scott교수 연구팀은 Pt/Al2 O3 촉매를 사용하여 용매와 수소 공급없이 LDPE와 HDPE 를 Hydrogenolysis와 Aromatization Tandem 반응을 통해 세제 등으로 합성 가능한 dialkylbenzene이 생산할 수 있다는 연구결과를 Science지에 보고하였다 [24, 25]. 해당 연구는 폐플라스틱에 수소를 첨가하여 hydrogenolysis를 통해 alkane 등을 생산할 수 있는 대부분의 연구와 달리 고압의 외부 수소 공급 없이도 부가가치가 더 높은 dialkylbenzene을 생산했다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 해당 반응은 280 ℃에서 수행되었는데, 이는 상대적으로 부가가치가 낮은 메탄, 에탄, 프로판 등의 가스 생성의 최소화하고, 부가가치가 높은 생성물인 Alkylaromatics과 Alkylnaphthenes의 효율적인 생성을 위해서는 hydrogenolysis와 aromatization 두 반응의 균형을 최적화할 수 있는 적절한 반응 온도가 필요하기 때문이다 [25]. 또한, 반응 온도에 따라 생성물이 많이 바뀌는 것을 보고하였는데, 250 ℃ 미만에서는 검출이 어려울 정도로 반응이 일어나지 않았고, 330 ℃의 반응온도에서는 지나치게 많은 양의 가스가 생성되었다. 수소공급없이 Tandem 반응을 통해 Alkylaromatics과 Alkylnaphthenes을 생산한 메커니즘을 제안하였다. Tandem 반응에서 사용된 수소는 탈수소방향족화 (dehydro-aromatization)와 고리 닫힘 (1,6-ring closure)를 통해 실시간으로 생성이 되었고, 이렇게 생산된 수소는 aromatization반응을 유도하여 Alkylaromatics을 생성하고, hydrogenolysis를 유도하여 Alkylnaphthenes을 생성한다고 보고하였다 [25]. 하지만 반응 메커니즘과 관련하여 열역학적으로 계산된 값보다 더 많은 수소가 반응을 통해서 생성되었음에도 불구하고 이에 대한 설명이 생략된 한계점을 지니고 있다. 이러한 한계점에도 불구하고, 외부의 수소 공급없이도 실제 LDPE로 만들어진 비닐봉지와 HDPE로 만들어진 물병 뚜껑을 이용한 실험을 통해 높은 수율을 보여주었다는 점에서 매우 흥미로운 연구 결과이다.
2021년 미국 신재생에너지 연구소 (National Renewable Energy Laboratory, NREL)의 Gregg Beckham 박사와 MIT의 Yuriy Roman-Leshkov 교수 연구팀은 알칸 교차 복분해를 통한 플라스틱 분해 반응 결과를 보고하였다 [26]. 해당 연구 결과는 외부 수소는 주입하지 않았지만, 고압의 He (20, 40 bar)을 반응을 위해 주입하였으며, n-pentane을 용매로 사용했다는 점에서 Scott교수 연구팀의 tandem 반응과 차이점을 가지고 있다. 해당 반응은 상대적으로 낮은 온도인 200 ℃에서 15시간 가량 Re2 O7/Al2 O3와 SnPt/Al2 O3을 물리적으로 혼합하여 촉매로 사용하였다 (그림 5 (a)) [26]. SnPt/Al2 O3 촉매는 수소/탈수소화 반응을 Re2 O7/Al2 O3 촉매는 metathesis반응을 유도하기에 물리적으로 혼합한 촉매를 사용하였다. 흥미롭게도 물리적으로 혼합한 촉매는 SnPt/Al2 O3 위에 담지된 Re촉매와 Re2 O7/Al2 O3 위에 담지된 SnPt촉매에 비해 높은 활성을 보여주었다. 해당 촉매는 n-pentane를 용매로 사용하여 73%의 HDPE 분자량 감소를 보고하였다 (그림 5 (b)) [26]. 알칸 교차 복분해를 통해 HDPE는 주로 C30이하의 생성물을 보여주었으며, 그 중 C6으로의 가장 높은 선택도를 보여주었다 (그림 5 (c)). 해당 연구는 플라스틱 알칸 복분해 반응을 균일 촉매가 아닌 불균일 촉매로 진행하여 해당 반응에서 불균일 촉매 적용의 가능성을 보여주었지만, 실제 폐플라스틱이 아닌 순수한 고순도 HDPE 플라스틱을 사용하여 위 결과를 이끌어낸 한계점을 지니고 있다.
Fig. 5.
(a) Illustration of tandem heterogeneous catalysis for HDPE depolymerization via Olefin-intermedia process, (b) The molecular weight distribution of HDPE (SRM-1475) before and after reaction, (c) The product yield of the distribution of alkane products from the depolymerization of HDPE. Adapted with permission from ref [26].
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6. 결론 및 전망

이때까지 폐플라스틱의 종류, 처리 및 재활용 방법에 대해 알아보았다. 재활용 방법 중 현재 우리는 대부분 가장 기초적인 방식인 기계적 재활용을 통해 폐플라스틱을 재활용하고 있지만, 낮은 경제성과 분류 및 세척에 들어가는 에너지와 시간 문제로 인해 재활용 비율이 무척 낮은 실정이다. 그에 비해 화학적 재활용 기술은 폐플라스틱의 구조를 변화시키고, 원료로 사용가능한 물질로 전환 가능하기에 가장 자원 순환적이며 지속가능한 방식임에도 불구하고 전체 폐플라스틱 처리의 약 1%만을 차지하고 있다. 특히, 그중 촉매를 통한 폐플라스틱 재활용은 재활용에 들어가는 에너지를 획기적으로 낮추어 줄 뿐 아니라 부가가치가 높은 물질을 재활용을 통해 합성할 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 본 기고문에서는 사용 주기가 짧아 폐플라스틱의 약 60%이상을 차지하고 있는 HDPE, LDPE, PP를 촉매를 이용하여 화학적으로 전환한 다양한 연구들을 소개하였다. 최근 (2019년도)부터 촉매를 다양한 방식으로 합성하여 반응성과 선택성에 영향을 미치는 요소를 제어하는 다양한 연구들의 결과가 보고되고 있지만, 촉매의 안정성과 상용화를 위해 필수적인 반응메커니즘에 대한 규명이 미비하다. 향후 다른 유사한 반응에서 촉매의 성질 및 성능 향상을 위해 적용되었던 다양한 촉매 합성 기술을 폐플라스틱 분해반응에 적용한다면, 촉매 반응성 및 선택성 뿐아니라 안정성 향상에도 큰 도움이 될 것으로 기대한다.

Acknowledgement

이 연구는 환경부 녹색융합기술인재양성특성화대학원사업의 지원으로 수행되었습니다.

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Biography

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◉◉노인수
◉ 2012년 Rice University 화학공학과 학사
◉ 2017년 University of Wisconsin-Madison 화학공학과 박사
◉ 2019년 University of California-Santa Barbara (UCSB) 화학공학과 박사 후 연구원
◉ 2020년 서울과학기술대학교 화공생명공학과 조교수
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