독성 가스 '포스겐' 대신 이산화탄소로 플라스틱 원료 만든다

화학연 원료 제조 공정 개선하고, 고효율 촉매 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 독성가스(포스겐) 없이 플라스틱 원료(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트)를 생산하는 기술을 선보였다.

한국화학연구원은 이진희, 안진주, 박지훈 박사 연구팀이 최근 이산화탄소를 원료로 사용하는 새로운 MDI 제조 촉매와 공정을 개발했다고 19일 밝혔다.

한국화학연구원 연구팀.(왼쪽부터 이진희 박사, 안진주 박사, 박지훈 박사).(사진=한국화학연구원)

폴리우레탄은 2가지 원료(폴리올, 이소시아네이트)를 반응시킬 때 거품처럼 부풀어 오르며 굳어지는 플라스틱의 일종이다. 폴리우레탄은 밀도를 조절해 딱딱하거나 부드럽게 만들어 자동차 내장재, 매트리스 등으로 쓸 수 있다.

그동안 폴리우레탄 생산 분야에서는 원료 제조 과정에 이산화탄소를 재활용하기 위한 연구가 계속돼 왔다. 이 중 폴리올은 합성이 비교적 쉬워 외국은 이미 이산화탄소 전환 기술을 상용화했고, 최근 국내 기업도 이산화탄소를 넣은 폴리올을 제조했다.

화학연 연구팀은 포스겐 대신 이산화탄소를 활용한 새로운 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 제조 공정과 팔라듐·이산화티타늄 촉매를 개발해 생산 효율을 높였다. 특히 ‘전과정 평가(LCA)’를 실시해 객관적인 인체·환경적 유해성 감소 효과도 확인했다.

연구팀은 후속 연구를 통해 내년에 연속공정 개발과 공정 통합화를 시작으로 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 기술을 확보해야 하다”며 “향후 국내 석유화학 기업의 경쟁력을 높이는데 기여할 것”이라고 말했다.

연구 결과는 화학 공정 과학기술 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널(Chemical Engineering Journal)’과 ‘그린화학(Green Chemistry)’에 각각 8월과 7월자 논문으로 게재됐다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)