서강대학교 화공생명공학과 박제영 연구팀이 고려대학교 오동엽 교수 연구팀, 현대자동차·기아 연구진과 공동으로 폐 페트(PET)를 고성능 엔지니어링 플라스틱인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 전환하는 저온 화학적 업사이클링 기술을 개발했다.

5일 서강대에 따르면 PET는 음료병과 섬유, 포장재 등에 널리 사용되지만 재활용 과정에서 물성이 저하되고 에너지 소비가 큰 한계가 있다. 반면 PBT는 자동차와 전자부품 등에 쓰이는 고부가가치 엔지니어링 플라스틱으로 대부분 석유 기반 원료로 생산된다.

공동연구팀은 심층공융용매(DES) 촉매와 보조 용매를 활용해 섭씨 150도의 비교적 낮은 온도에서 PET를 분해한 뒤 PBT 원료인 단량체를 생산하는 공정을 개발했다. 최적 조건에서는 4시간 만에 PET 전환율 95%, 단량체 수율 84%를 기록했다.

회수한 단량체를 다시 중합해 제작한 재생 PBT는 상용 제품에 준하는 열적 특성과 기계적 강도를 보였다. 자동차와 전자소재 등에 적용할 수 있는 수준의 성능을 확인했으며, 전과정평가(LCA)에서는 기존 메탄올 기반 재활용 공정보다 온실가스 배출량은 19%, 비재생에너지 사용량은 4% 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

이번 연구는 폐 PET를 단순 재활용하는 수준을 넘어 자동차와 전자산업에 활용되는 고부가가치 소재로 전환할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 C1 가스 리파이너리 밸류업 사업과 현대차·기아의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다.