[기후테크]'열경화성 폐플라스틱' 재활용 길 열렸다...수소 원료로 전환 가능

장다해 기자 / 기사승인 : 2025-05-29 10:34:55
  • -
  • +
  • 인쇄
▲ 열경화성 폐플라스틱 재활용 연구에 활용된 용인 파일럿 플랜트 (사진=한국에너지기술연구원)

재활용이 어려운 열경화성 폐플라스틱을 수소 생산의 원료인 합성가스로 전환하는 공정이 개발됐다. 열경화성 폐플라스틱에서 타르를 최소화하면서 원료 투입, 전처리, 가스화까지 이어지는 가스화 연속 공정을 구현한 것은 국내 최초다.

한국에너지기술연구원 조종표 박사 연구팀은 국내 최초로 열 손실을 최소화하는 공정을 활용해 재활용이 어려운 열경화성 혼합 폐플라스틱에서 합성가스를 생산해내는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

플라스틱은 열을 가하면 다시 원하는 모양으로 만들 수 있는 열가소성 플라스틱과 한번 굳어지면 분해하기 어려운 열경화성 플라스틱으로 나뉜다. 이 중 열경화성 플라스틱은 고온에 강하고 화학적 안정성이 높아 자동차, 전자제품에 쓰이는 플라스틱에 혼합된 형태로 활용된다. 그러나 초고온 환경에서만 분해할 수 있는 특성으로 인해 쓰이고 난 후에는 매립, 소각에 의존하고 있어 환경 오염의 주범으로 인식되고 있다.

연구책임자인 조종표 박사는 이날 뉴스트리와의 통화에서 "열경화성 플라스틱은 1000℃로 높여도 분해가 잘 안된다"며 "비닐의 경우에만 재활용할 수 있는 열분해 기술은 온도가 낮아 분해가 다 안되기 때문에 열경화성 플라스틱에는 적용하기 어렵다"고 밝혔다. 그는 "이를 위해 1300℃ 이상에서 분해가 가능한 기술이 필요했고, 그게 이번에 개발한 높은 온도에서 폐플라스틱을 연속적으로 투입할 수 있는 가스화 기술"이라고 설명했다. 

열경화성 폐플라스틱을 재활용하면서 생산하는 합성가스는 수소 생산의 원료로 일산화탄소(CO)와 수소(H2)로 주로 구성된다. 합성연료를 생산하는 원료 가스로 활용될 수 있고, 일산화탄소는 과열 증기와 촉매 화학반응을 통해 수소로 전환할 수 있다.

연구팀은 하루 1톤의 열경화성 혼합 폐플라스틱을 처리할 수 있는 파일럿 플랜트에서 공정을 실증해본 결과, 혼합 폐플라스틱 1kg당 수소 0.13kg의 생산 능력을 확인했다고 전했다.

연구팀은 공기에 포함된 질소 성분을 제거해 열 손실을 최소화하는 순산소 연소 제어 기술과 가스화로 내부에 공급된 열이 외부로 빠져나가지 않도록 하는 축열식 용융로 기술을 적용해 1300℃에 이르는 고열을 지속 공급하는 체계를 마련했다. 이를 통해 원료 투입, 전처리, 가스화까지 이어지는 연속 공정을 구현하고 공정 효율을 극대화했다.

공정 중 발생하는 타르의 양도 획기적으로 줄였다. 공정의 부산물인 타르는 강한 점성으로 인해 공정 라인에 들러붙고 지속적인 운전을 방해한다. 연구팀은 연속 공정을 통해 초고온을 지속 유지함으로써 화학연료 합성 공정에 쓰이는 합성가스의 타르 농도 요구치보다 93.4% 줄였다.

연구팀은 이번에 개발된 공정으로 국내 특허 3건을 등록하고 미국 특허 1건을 출원해 상용화 기반을 마련했다. 

조종표 박사는 "이번 성과는 국내 독자 기술만으로 가스화 공정의 효율을 크게 개선하고 타르 발생량을 획기적으로 낮춘 것에 큰 의미가 있다"며 "향후 공정 규모를 2톤급으로 격상하고 관련 연구를 지속해 상용화를 추진할 계획"이라고 밝혔다.

Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.

뉴스트리 SNS

  • 뉴스트리 네이버 블로그
  • 뉴스트리 네이버 포스트
  • 뉴스트리 유튜브
  • 뉴스트리 페이스북
  • 뉴스트리 인스타그램
  • 뉴스트리 트위터

핫이슈

+

Video

+

ESG

+

'참붕어빵' 제품에서 곰팡이...오리온 "전량 회수조치"

오리온 '참붕어빵' 제품 일부에서 곰팡이가 검출돼 전량 회수 조치가 내려졌다.오리온은 참붕어빵 제품 일부에서 곰팡이 발생 사례가 확인돼 시중에

F1 '넷제로' 향한 질주 5년만에 탄소배출량 26% 줄였다

영화 'F1 더 무비' 개봉과 함께 서킷 위 스피드에 열광하는 팬들이 늘고 있는 가운데 포뮬러1(F1)은 탄소중립을 향한 질주도 이어가고 있다. F1은 2019년 '20

수자원공사, 재난구호용 식수페트병 '100% 재생원료'로 전환

한국수자원공사(K-water)가 재난구호용으로 지급하는 식수페트병을 100% 재생원료로 만든 소재를 사용한다고 23일 밝혔다. 수자원공사가 제공하는 이 생

친환경 사면 포인트 적립...현대이지웰 '그린카드' 온라인으로 확대

현대백화점그룹 계열의 토탈복지솔루션기업 현대이지웰이 녹색소비생활을 촉진하기 위해 친환경 구매시 인센티브를 지원하는 그린카드 적립서비스

SK AX, ASEIC과 51개국 제조업 탄소중립 전환 나서

SK AX가 'ASEIC'과 손잡고 국내외 51개국 중소·중견 제조기업을 대상으로 공급망 탄소관리, 기후공시 등 탄소중립 전환을 돕는다. SK AX은 ASEIC(아셈중

쿠팡 '비닐봉투' 사라지나?...지퍼 달린 다회용 '배송백' 도입

쿠팡이 신선식품 다회용 배송용기인 프레시백에 이어, 일반 제품 배송에서도 다회용 '에코백'을 도입한다.쿠팡로지스틱스서비스(CLS)는 인천, 부산, 제

기후/환경

+

전국 97%가 '지글지글' 폭염...2개의 고기압에 또 '열돔' 현상?

찌는 듯한 무더위가 이어지는 가운데 서울은 11일만에 다시 폭염경보가 발령되는 등 전국 97%에 폭염특보가 내려졌다.기상청은 24일 서울 전역과 경기

서식지 파괴로 중앙아메리카 수목종 46% '멸종위기'

멕시코 등 중앙아메리카에 서식하는 수목종의 46%가 멸종위기에 처한 것으로 나타났다.23일(현지시간) '국제식물원 보존연맹' 연구팀은 인간활동과 기

'4대강 보 철거' 15년 숙원 이뤄지나...환경장관 "금강부터 재자연화"

'4대강 보'를 놓고 15년째 이어오던 논란이 종지부를 찍을 전망이다. 김성환 환경부 장관은 24일 금강 수계의 세종보와 백제보 그리고 금강 하굿둑 현장

F1 '넷제로' 향한 질주 5년만에 탄소배출량 26% 줄였다

영화 'F1 더 무비' 개봉과 함께 서킷 위 스피드에 열광하는 팬들이 늘고 있는 가운데 포뮬러1(F1)은 탄소중립을 향한 질주도 이어가고 있다. F1은 2019년 '20

매년 탄소 130억톤 흡수하는 균류...90%는 보호구역 밖 서식

식물 뿌리 안쪽과 땅속에 서식하는 균근균은 매년 130억톤의 탄소를 흡수하지만 90% 이상이 보호구역 밖에서 서식하고 있어 보호대책이 필요하다는 지

국제사법재판소 "기후위기 대응 안하면 국제법 위반"

기후변화협약 당사국이 의무를 이행하지 않으면 국제법 위반일 수 있다는 국제사법재판소(ICJ)의 판단이 나왔다. 기후변화로 피해를 입은 나라가 선진

에너지

+

순환경제

+

오피니언

+