이산화탄소는 온실가스 일종으로, ‘지구온난화’ 및 기후변화를 일으키는 물체로 인식되고 있습니다. 이산화탄소배출을 줄이기 위해 세계적으로 노력하고 있습니다. 그런데 이 이산화탄소를 활용해 새로운 플라스틱 원료재료를 만드는 연구가 진행되고 있다고 합니다. 이산화탄소로 만든 플라스틱 제품, 과연 어떤 모습일지 알아보도록 하겠습니다.
재생가능 원료로서의 #이산화탄소
화학제품을 만드는 데 있어 재생가능 원료의 사용은 지속가능한 미래를 위한 중요한 요소입니다. 이러한 의미에서 이산화탄소는 무독성으로, 그 양이 풍부하고 경제적이기 때문에 유용한 재생가능 원료로 볼 수 있습니다.
또한 대기중에 배출되는 이산화탄소를 다시 재활용하여, 온실효과를 줄일 수 있다는 의미도 있습니다. 현재 많은 연구자들이 이산화탄소를 원료로 하는 화학물질을 만드는 연구를 수행하고 있으며, 조금씩 그 성과가 나타나고 있습니다.
이산화탄소로 #어떻게 플라스틱을 만들까?
아주대 이분열 교수팀은 지난 2008년 이산화탄소 플라스틱을 개발해 화제가 됐습니다. 그는 ‘폴리우레탄을 만드는 데 사용하는 프로필렌옥사이드 액체 56g을 넣은 통에 44g만큼의 이산화탄소를 집어넣습니다. 여기에 촉매를 넣어주면 이산화탄소와 프로필렌옥사이드가 사라지고 새로운 고체물질 100g이 나옵니다. 이게 이산화탄소 플라스틱입니다’라고 설명했습니다.
여기서 이산화탄소를 플라스틱으로 만들어주는 촉매는 이산화탄소 분자 2만 2000개를 플라스틱으로 바꿀 수 있으며, 단위시간당 분자 2만5000개를 플라스틱으로 바꿀 정도로 반응속도도 빠른 것으로 나타났습니다.
이산화탄소로 만든 #식물성 플라스틱, PEF
지난 2016년 학술지 ‘네이처’에는 PEF라는 플라스틱을 만드는 과정에서 이산화탄소를 원료로 쓰는 새로운 반응이 개발됐다는 글이 실렸습니다. PEF는 사탕수수나 옥수수에서 얻는 과당을 원료로 만들어지는 식물성 플라스틱으로 PET(페트)를 대체할 플라스틱으로 주목받고 있습니다.
미국 스탠퍼드대 화학자들은 옥수숫대와 톱밥 등 바이오매스에서 얻는 원료에서 탄산세슘을 촉매로 이산화탄소를 반응시켜 PEF를 만드는 새로운 플라스틱 합성공정을 개발해 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이는 데 기여할 것으로 기대하고 있습니다.
이산화탄소 플라스틱의 #국내 현황
한국과학기술연구원(KIST)은 최근 플라스틱 제품의 기초 물질인 ‘에틸렌’을 이산화탄소를 통해 대량생한할 수 있는 시스템을 개발에 성공했으며, 한국생산기술연구원은 이산화탄소와 일산화탄소를 플라스틱 원료 물질로 만들 수 있는 기술을 개발했습니다.
또한 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단은 지난 2월 원자 26개로 이뤄진 세상에서 가장 작은 반도체를 만들고 이를 촉매로 활용해 이산화탄소를 플라스틱 원료로 바꾸는 기술을 개발했습니다.
국내 연구진이 개발한 이산화탄소 플라스틱 기술은 상용화될 경우 친환경 플라스틱을 대량생산할 수 있으며, 화석연료사용으로 인한 환경비용을 크게 절감할 것으로 기대하고 있습니다.
이산화탄소를 원료로 한 플라스틱은 대기 중에 풍부한 자연원료를 고부가가치 화학원료로 만들고, 석유의존도를 줄일 수 있다는 데 의미가 있습니다. 여기에 온실효과를 줄일 수 있어 친환경 화학원료로 주목받고 있습니다. 이산화탄소가 지구온난화 주범에서 새로운 자원으로써 이미지 변신에 성공할 수 있을지 기대가 됩니다.
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