화학연, 독성가스 대신 이산화탄소로 플라스틱 원료 제조 개술 개발

이산화탄소를 전환해 포스겐 없이 ‘메틸렌 디페닐 디이소시아네이트’(MDI)를 제조하는 전체 공정도. (화학연 제공)/뉴스1

왼쪽부터 한국화학연구원 이진희 박사, 안진주 박사, 박지훈 박사. (KRICT 제공)/뉴스1

국내 연구진이 독성 가스 대신 이산화탄소로 플라스틱 원료를 만드는 기술을 개발해 주목된다.

놀이터 바닥재, 자동차 내장재, 매트리스 등 일상생활에서 널리 쓰이는 폴리우레탄의 원료인 ‘메틸렌 디페닐 디이소시아네이트’(MDI) 제조에 포스겐이 사용되는데 국내 연구진이 포스겐 없이 MDI를 생산하는 기술을 개발한 것이다.

한국화학연구원(KRICT)은 이진희·안진주·박지훈 박사 연구팀이 이산화탄소를 원료로 사용하는 새로운 MDI 제조 촉매와 공정을 개발했다고 19일 밝혔다.

이 기술은 기존 방식보다 이산화탄소 배출과 인체·환경적 유해 요소를 감소시키고 합성 부산물을 줄여 생산 효율을 높인다.

이번 연구는 완제품 생산 단계가 아닌 연구 단계에서부터 선제적으로 환경 ‘전과정 평가(LCA)’를 진행했다는 점에서 의미있다.

LCA는 제품의 원료 채취·생산·유통·사용·폐기까지 전체 과정에서 자원·에너지, 환경 배출 오염물질을 정량화해 잠재적 환경영향을 평가하는 것이다.

연구팀은 공정별 반응 조건과 결과를 수식화하고 시뮬레이션을 거쳐 결과를 얻어냈다. 또 이번 평가에서는 주로 기후변화와 인간 신체에 대한 독성 영향에 초점을 맞췄고 기존 포스겐 사용 공정에 비해 이산화탄소 발생량은 16.1% 감소, 암을 포함한 인체 독성 영향은 22.8% 감소해 새롭게 개발한 공정의 환경적 우수성을 확인했다.

연구팀은 후속 연구를 통해 2030년께 파일럿 규모 스케일업 등 실증을 통한 기술 상용화 가능성을 검토할 계획이다.

이영국 화학연 원장은 “유해 가스 사용을 줄이고 이산화탄소 전환을 통한 폴리우레탄 핵심원료 제조 기술 확보로 향후 국내 석유화학 기업의 경쟁력을 높이는데 기여할 것으로 생각한다”고 말했다.

이번 연구 성과는 화학 공정 과학기술 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’과 ‘그린화학’에 게재됐다.

(대전=뉴스1)