김경진 경북대 교수팀, 고성능 바이오촉매 개발
분해과정서 유해영향 없어..1㎏ PET 8시간 내 90% 분해
버려지는 폐 PET 플라스틱을 친환경적으로 재활용할 수 있는 촉매 기술이 나왔다.
과학기술정보통신부는 김경진 경북대 교수 연구팀이 CJ제일제당 연구팀과 공동으로 PET 플라스틱을 세계 최고 성능으로 분해하는 바이오 촉매기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이 연구결과는 국제 학술지 '사이언스(3일자)'에 실렸다.
범용 플라스틱인 PET는 페트병과 의류, 안전벨트, 테이크아웃컵, 차량매트 등 다양한 분야에 쓰인다. 대부분의 플라스틱은 분리 수거 후 라벨 제거와 분쇄, 세척, 원료화 과정을 거치는 기계적 재활용을 통해 중간 제품으로 다시 사용된다. 하지만 재활용된 소재는 품질이 떨어져 소각 또는 매립해야 할 수밖에 없었다.
그동안 화학 촉매를 이용해 PET 플라스틱을 열로 녹이거나 용매제로 분해해 원료를 만들어 내는 화학적 재활용이 등장했지만, 적용 가능한 폐기물이 제한돼 있고, 환경에 미치는 영향이 적지 않아 한계가 있었다.
연구팀은 자연환경에서 나무가 미생물을 이용한 바이오 촉매를 통해 썩는 것처럼 이와 유사한 바이오 촉매들의 활성 지도를 제작했다.
이어 자체 개발한 알고리즘을 통해 PET 플라스틱을 생물학적으로 분해하는 새로운 바이오 촉매를 발굴했다. '쿠부'로 붙여진 이 바이오 촉매는 PET에 선택적으로 반응하고, 순수한 반응물을 생성하는 등 플라스틱 분해 과정에서 환경에 미치는 유해 영향이 거의 없어 친환경적이다. 재활용 시 소재 품질도 뛰어나 경제성도 확보하고 있다고 연구팀은 설명했다.
연구팀은 효소공학을 이용해 쿠부보다 강력한 성능을 갖는 '쿠부 M12'를 개발했다. 쿠부 M12는 1㎏의 PET를 0.58g의 소량으로 1시간 이내에 45%, 8시간 만에 90% 이상 분해하는 세계 최고 성능을 달성했다.
김경진 경북대 교수는 "바이오 촉매를 통한 생물학적 재활용은 재활용이 되지 않는 오염된 플라스틱까지도 영구적 재활용이 가능케 하는 획기적 기술"이라며 "앞으로 다양한 화학 산업에서 바이오 촉매를 활용한 새로운 혁신들이 이어질 것으로 기대한다"고 말했다.
