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| 플라스틱 문제로 전 세계가 몸살을 앓고 있는 가운데 포스트 페트(PET)병으로 불리는 바이오플라스틱 ‘페프(PEF)’의 원료를 생산하는 촉매를 개발한 차현길‧황성연 박사 연구팀의 연구결과는 촉매화학 분야 권위지 ‘미국화학회 지속가능 화학 및 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry&Engineering(IF:6.140))’ 2월호에 표지논문으로 게재됐다.(자료제공=화학연구원) |
한국화학연구원은 미래융합화학연구본부 차현길‧황성연 박사 연구팀이 바이오플라스틱 페프(PEF)의 원료인 ‘2,5-FDCA’를 생산하는 촉매개발에 성공했다고 9일 밝혔다.
유럽바이오플라스틱과 노바연구소의 2017년 바이오플라스틱 전 세계 생산량 자료에 따르면 2017년 페프(PEF, Polyethylene furandicarboxylate) 생산량은 0%이나, 2020년에는 시장에 진입해 페트(PET)를 점차적으로 대체할 것으로 전망됐다.
페프는 에틸렌글리콜과 ‘2,5-FDCA(2,5-Furandicarboxylic acid)’를 합성해 만들어지는데, 주요원료인 ‘2,5-FDCA’목재에서 유래한 물질인 ‘5-HMF(Hydroxymethylfurfural)’를 변환해 얻을 수 있다.
하지만 ‘5-HMF’은 ‘2,5-FDCA’ 이외에도 여러 부산물로 변환될 수 있어서 전 세계적으로 ‘2,5-FDCA’만 선택적으로 만들 수 있는 촉매연구가 경쟁적으로 이뤄지고 있었다.
이번 연구진은 ‘5-HMF’을 ‘2,5-FDCA’로만 변환할 수 있는 촉매기술을 개발했다.
연구과정을 보면 키토산 바이오매스(키토산을 함유한 천연물질로 게와 새우 등 갑각류의 껍데기로부터 유래한 바이오매스)에서 유래한 탄소 기반의 지지체에 금속입자를 결합시켜 분말 형태의 촉매를 개발했다.
이번에 개발된 키토산 유래 촉매는 고성능액체크로마토그래피로 확인한 결과, 전환효율이 110℃ 기준에서 99%에 달했다.
또한 기존의 금이나 납 촉매가 가격이 비싸거나 유해한 물질로 만들어진 반면에 키토산 유래 촉매는 버려지는 키토산 바이오매스를 활용해 귀금속 물질의 사용량을 획기적으로 줄이면서도 전환효율이 높은 것을 확인했다.
차현길 박사는 “친환경 바이오플라스틱 생산을 통해 플라스틱 폐기물 저감에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구는 산업통상자원부의 산업핵심기술개발사업, 한국화학연구원의 지원을 받아 수행됐고, 연구결과는 촉매화학 분야 권위지 ‘미국화학회 지속가능 화학 및 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry&Engineering(IF:6.140))’ 2월호에 표지논문으로 게재됐다.
