[EUREKA] 英, 플라스틱 재활용하는 화학적 방법 개발…쓰레기 문제 해결될까?
수정일 2020년 02월 20일 목요일
등록일 2020년 02월 20일 목요일

플라스틱을 재활용하는 화학적 방법이 개발돼 화제다.

영국 버밍엄대학과 배스대학은 플라스틱을 화학분자로 전환시키는 방법을 선보였다. 신기술은 플라스틱의 고유속성은 유지한 채 재사용은 가능하게 만든다. 

플라스틱은 재활용이 가능하지만 과정은 단순하지 않다. 첫 번째, 모든 유형의 플라스틱을 재활용할 수 있는 것은 아니다. 커피 컵도 특수 기계에서 이용 가능한 것만 재활용할 수 있다. 컴퓨터 키보드의 경우 각 부품을 재사용할 수 있는 기술 전문가만 효과적으로 재활용할 수 있다.

두 번째, 동일한 과정으로 모든 플라스틱을 제작하는 것은 아니다. 열가소성 플라스틱이 있는가 하면 열경화성 플라스틱도 있다. 열가소성 플라스틱은 다시 녹여서 신제품으로 만들 수 있지만, 열경화성 플라스틱은 제작 과정 중 화학적 본드를 사용했기 때문에 재활용이 불가능하다. 

세 번째, 플라스틱은 재사용 한계에 다다르면 스스로 분해된다. 분해가 시작된 재활용 플라스틱은 매립지로 향하지만, 그렇다고 플라스틱 오염 문제가 해결되는 것은 아니다. 재활용 플라스틱이 한계가 있는 것은 폴리머 체인 때문이다. 재활용할 때마다 체인이 점점 짧아져 전체적인 질이 퇴화된다.

영국의 버밍엄대학과 배스대학 연구팀은 플라스틱 고유 특성을 저해하지 않고 화학적으로 재활용하는 방안을 고안했다. 플라스틱을 용해 및 분해하는 대신, 기본적인 화학 분자로 되돌리는 것이다. 제조 당시 특성을 유지하는 폴리머 체인 길이를 그대로 가질 수 있는 것이 특징이다.

매튜 존스 교수는 “용해된 플라스틱은 속성이 변하고 품질이 저해돼 재사용할 수 있는 한계가 있다”고 설명했다.

공동 연구팀이 개발한 신기술은 식물성 폴리락틱 애시드(PLA)로 고안된 것이다. 이 플라스틱 소재는 옥수수 전분과 사탕수수 같은 재생 자원에서 추출할 수 있다. PLA는 생분해 속성이 있어 식품 포장재로 주목받았지만, 널리 사용되지 않기 때문에 PLA 전용 재활용 방법이 없었다. 이 때문에 PLA는 완전 분해되기까지 최소 6개월이 걸려 환경에 위협이 될 수 있다. PLA가 지금보다 수요가 높아져 널리 사용되는 경우 기존의 플라스틱 쓰레기 문제가 심해질 수 있다.

PLA에 적용한 재활용 방법은 저온과 친환경 촉매제다. NMR 분광학이나 X레이 결정학 같은 프로세스를 적용하면 50℃에서 60분 이내에 화학적 재활용이 이뤄진다. PLA는 속성을 유지한 채 본래 분자로 분해된다.

획기적이지만, 현재까지 진행된 연구 결과는 소규모에 불과하다. 연구팀은 물병에 주로 사용되는 플라스틱, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)에 유사한 프로세스를 적용할 것이라고 밝혔다.

연구팀은 “신기술이 플라스틱 오염 해결의 궁극적 방법은 아니다”라고 강조했다. 플라스틱은 유형이 매우 여러 가지이기 때문에 단일 해결책이 없다는 것이다. 각 유형에 맞는 재활용 및 재사용 솔루션이 필요하다.

 

현재 플라스틱 재활용에 사용되는 방법은 쓰레기를 매립지에 버리는 것이다. 1998~2016년, 누적 플라스틱 수출 점유율이 가장 높은 곳은 홍콩으로 26.1%를 차지한다. 다음으로 미국(12.4%), 일본(10.3%), 독일(8.22%), 멕시코(4.9%), 영국(4.31%), 네덜란드(3.59%), 프랑스(3.52%), 벨기에(2.99%) 순이다. 세계 플라스틱 수출 상위 10개국의 점유율을 더하면 78%에 달한다.

일반 플라스틱 제품 분해 속도로 살펴보면, 가장 느린 것은 낚싯줄로 600년이다. 일회용 기저귀와 플라스틱병의 분해 속도는 450년이며 비닐봉투는 20년, 담배꽁초는 5년이다.

2018년 12월 통계보고서에 따르면, 생산된 플라스틱의 70%는 폐기물이 됐다. 그 중 90.5%는 재활용되지 않았으며 단 9.5%만 재활용됐다. 90.5% 중 12%는 가연성 플라스틱 폐기물이며 79%는 매립지나 주위 환경에 폐기돼 있다.

조선우 기자 ra@gmail.com
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