전 세계적으로 매년 수십억 개가 폐타이어가 폐기돼 심각한 환경오염의 주범으로 지목돼온 가운데 국내연 구진이 이 폐타이어를 고부가가치 화학 원료로 전환하는 혁신 기술을 개발했습니다.

KAIST는 홍순혁 화학과 교수 연구팀이 이중 촉매 기반 연속 반응 시스템을 통해 폐타이어를 고순도의 고리형 알켄으로 선택적 전환하는 데 성공했다고 26일 밝혔습니다.

폐타이어는 강한 내구성과 물리적 강도를 위해 가황 공정을 거친 합성고무와 천연고무의 복합체로 구성돼 화학적 재활용이 매우 어려웠습니다. 기존에는 고온 열분해 방식이 주로 사용됐지만, 높은 에너지 소모와 낮은 선택성, 저품질 부산물 생성 등의 한계가 있었습니다.

홍 교수 연구팀은 두 가지 촉매를 활용해 이러한 문제를 해결했습니다. 첫 번째 촉매는 고무 분자의 분해를 돕고, 두 번째 촉매는 고리형 화합물을 만드는 반응을 유도해 최대 92%의 선택성과 82%의 수율을 달성했습니다.

이 과정에서 생산된 고리형 펜텐은 고무의 원료로, 고리형 헥센은 나일론 섬유 원료로 활용 가능해 산업적 활용 가치도 높습니다.

연구진은 이번 기술을 실제 폐타이어에 적용해 고순도 화학물질로 전환하는 데 성공했습니다.

이 기술은 다양한 종류의 폐고무에도 적용이 가능해 자원순환형 경제 실현에 한걸음 다가설 것으로 기대되고 있습니다.

홍순혁 교수는 "이번 연구는 폐타이어 화학 재활용의 새로운 전환점을 마련한 것"이라며, "경제성을 높이기 위한 고효율 촉매 개발과 상용화를 준비하고 있다"고 밝혔습니다.

이번 연구는 국제 학술지 '켐(Chem)' 6월 18일자에 온라인으로 실렸습니다.

TJB 대전방송