플라스틱 쓰레기 주범 페트병…의약품 원료로 재탄생

화학연·고려대·이대 공동연구팀, 화학·생물학적 전환 기술 개발

버려진 PET는 화학적으로 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 분해된다. 이어서 미생물을 이용해 테레프탈산은 핵심 중간산물인 프로토카테큐산을 거쳐 갈산, 피로갈롤, 카테콜, 뮤콘산, 바닐릭산으로 전환된다. 에틸렌글리콜은 해당 물질의 대사균주를 이용해 글라이콜산으로 전환된다/자료=한국화학연구원

국내연구진이 플라스틱의 대명사 페트(PET·폴리에틸렌 테레프탈레이트)병을 의약품 원료로 재탄생시킬 수 있는 기술을 개발했다.

한국화학연구원 김희택·주정찬·차현길 박사 연구팀과 고려대 김경헌 교수, 이화여대 박시재 교수로 이뤄진 공동연구팀은 페트병 주성분인 PET를 화학적으로 분해하고 생물학적으로 전환해 의약품과 플라스틱 원료 등 유용한 소재로 전환시킬 수 있는 원천기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 우선 PET를 마이크로웨이브 반응기에서 230℃ 조건으로 물과 반응시켜 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 화학적으로 분해했다. 수율은 99.9%에 달했다.

이어 미생물로 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 유용한 소재로 전환하는데 성공했다. 테레프탈산은 갈산(92.5%), 카테콜(90.1%), 피로갈롤(20.8%), 뮤콘산(85.4%), 바닐락산(29.4%)으로, 에틸렌글리콜은 글라이콜산(98.6%)으로 전환됐다.

연구팀에 따르면 갈산과 뮤콘산, 바닐락산, 피로갈롤, 글라이콜산 등은 의약품과 플라스틱 원료, 방향 성분에 사용되는 물질이다. 대표적으로 갈산은 의약품(항산화제) 중간체, 뮤콘산은 플라스틱 단량체, 바닐락산은 의약 및 화장품용 방향 성분으로 쓰인다.

기존 PET의 재활용은 파쇄·세척·건조와 같은 기계적 처리와 열처리를 통해 PET 섬유를 회수, 새로운 PET 제품을 만드는 방식이 있다. 하지만 가공 중 섬유의 길이가 짧아지는 품질 저하가 일어나는 문제가 발생한다.

또 PET 섬유를 분해하고 단량체를 회수해 재중합해 활용하는 화학적 방식은 비용이 높은 탓에 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

김희택 박사는 "기존에 폐기물로 취급됐던 폐플라스틱의 원료화·소재화 기술의 실마리를 제공했다"며 "향후 PET를 포함한 폐플라스틱 자원화·소재화 기술 개발이 이번 연구개발을 바탕으로 활발히 진행될 것으로 기대한다"고 설명했다.