국내 연구진이 버려지는 페트병을 의약품 원료로 만드는 기술을 개발했다. 한국화학연구원은 김희택·주정찬·차현길 박사팀이 고려대 김경헌 교수팀, 이화여대 박시재 교수팀과 페트병의 주성분인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 화학적으로 분해하고, 생물학적으로 전환해 유용한 소재로 바꾸는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구진은 물을 이용해 PET를 단량체(단위 분자)로 친환경적으로 분해하고, 미생물을 이용해 유용한 소재들로 전환하는 전략을 설계했다.

연구진은 우선 PET를 마이크로웨이브 반응기에서 230℃ 조건으로 물과 반응시켜 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 화학적으로 분해했다. 이때 수율은 99.9%에 달했다.

연구진은 또 미생물을 이용해 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 유용한 소재로 전환하는 데 성공했다. 테레프탈산을 갈산(92.5%), 카테콜(90.1%), 피로갈롤(20.8%), 뮤콘산(85.4%), 바닐락산(29.4%)으로, 에틸렌글리콜은 글라이콜산(98.6%)으로 각각 전환했다.

갈산과 뮤콘산, 바닐락산, 피로갈롤, 글라이콜산 등은 의약품과 플라스틱 원료, 방향 성분에 사용되는 물질이다.

기존 PET 재활용은 기계적 방법과 화학적 방법으로 이뤄진다. 기계적 방법은 파쇄·세척·건조와 같은 기계적 처리와 열처리를 통해 PET 섬유를 회수, 새로운 PET 제품을 만드는 것이다. 하지만 가공 중 섬유의 길이가 짧아지는 품질 저하가 일어나는 문제가 발생한다.

화학적 방법은 PET 섬유를 분해하고 단량체를 회수해 재중합해 활용하는 방식으로, 재활용 비용이 높은 탓에 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

김희택 박사는 “기존에 폐기물로 취급됐던 폐플라스틱의 원료화 및 소재화 기술의 실마리를 제공한 것”이라며, “향후 PET를 포함한 폐플라스틱 자원화 및 소재화 기술 개발이 이번 연구개발을 바탕으로 활발히 진행될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 미국화학회에서 발간하는 국제학술지 ‘지속 가능 화학 및 공학(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)’ 12월호에 실렸다.

씨스켐닷컴(2019-12-26)