프랑스 매체 "한국 엔지니어들이 고안한 초고온 기술로 플라스틱을 녹인다"'
한국과학기술연구원 주관 플라스틱을 0.01초 만에 없애는 기술 개발!
5일(현지시각) 프랑스 매체 '메디아 24'는 "프랑스는 여전히 쓰레기를 소각하고 있는데, 한국은 레이저로 녹이는 방식을 고안 중이다"라며 소식을 전했다.
이 기술은 한국 기계연구원이 개발하고 있는 것으로 섭씨 2,000도 열선을 이용해 0,01초 만에 플라스틱을 분해하는 수소 플라즈마 토치를 말한다.
0.01초 만에 플라스틱을 녹이는 수소 플라즈마 토치
한국기계연구원 연구진이 개발한 이 기술에 대해 매체는 '일종의 산업용 ‘병 속 번개’라고 표현했다.
화산 폭발에 가까운 초고온으로 플라스틱을 순간적으로 녹여 분해하는 수소 기반 플라즈마 토치라는 것이다. 이 토치는 모든 종류의 플라스틱 폐기물을 단순한 분자 수준으로 분해할 수 있다.
우리가 제대로 분리수거하지 못했던 검은색 플라스틱 용기, 기름기 있는 음식 포장지, 알록달록한 장난감, 얇은 비닐 필름까지 전부 가능하다. 그리고 처리 시간은 단 0.01초다!
기존의 기술과 차별성은?
매체는 이 기술이 기존 기술과는 차별성을 갖고 있다고 전한다.
기존의 폐플라스틱 처리 방법인 '열분해는 처리 시간이 오래 걸리고 오염물질도 많이 발생한다.
보통 500도에서 수 분간 가열해야 하고, 그 과정에서 100가지 이상의 화학물질이 생성되며 이 중 상당수는 활용이 어려운 것이 기존 기술의 한계다.
여기에 더 하여, 정밀한 사전 분리작업이 필수이기에 산업 규모 적용에 있어서는 비효율적이다.
하지만 이 새로운 기술은 분리수거가 필요 없다. 플라스틱이 어떤 형태든 그대로 투입하면 되기 때문. 또한, 추출물은 에틸렌과 벤젠이라는 고순도의 기초화학 원료로 나온다. 순도는 99% 이상이다.
그을음 문제도 없다. 매체는 "이 토치는 순수 수소만을 연료로 사용하기 때문에 불완전 연소로 인한 탄소 찌꺼기가 발생하지 않는다"라고 강조했다. 즉, 그을음, 끈적한 잔여물, 복잡한 유지보수 없이 깔끔하게 연속 사용이 가능하다.
매체는 이 기술의 또 다른 장점으로 높은 선택성을 꼽았다.
플라스틱 종류에 따라 70~90%의 유용한 분자를 추출할 수 있으며, 다른 방식에서 남는 끈적한 잔여물(왁스성 슬러지)까지도 80% 이상 재활용이 가능하다.
기술이 갖는 경제성은?
매체는 투자할 만한 경제성을 갖고 있는지에 대하여도 살펴보았다.
메디아24는 "한국에서 진행된 파일럿 테스트에 따르면, 이 플라즈마 토치로 에틸렌을 생산하는 비용이 석유 기반 생산 방식과 비슷하다"며, "즉, 돈을 잃지 않고도 재활용이 가능하다는 뜻이며, 이는 폐플라스틱 재활용 분야에서는 전례 없는 성과"라고 전했다.
이 기술은 현재 2026년 산업 현장 실증 테스트를 목표로 하고 있으며, 성공할 경우 비분리 플라스틱을 처리 가능한 최초의 탈탄소·경제적 열화학 공정이 될 수 있다.
만약 사용하는 전기가 풍력이나 태양광 등 친환경 에너지라면, 전체 공정이 '넷-제로’(탄소배출 제로)로 운영될 수 있다.
하나의 팀, 하나의 열망이 만든 혁신
메디아 24는 "이 놀라운 성과의 배경에는 단일 기관이 아닌 협력 네트워크가 있었다"라고 분석했다.
KIMM을 중심으로, KRICT(한국화학연구원), KIST(한국과학기술연구원), KITECH(한국생산기술연구원), 그리고 다수의 한국 대학 연구진이 힘을 모았다는 것이다.
더불어, 이 '원 팀'은 "단순히 플라즈마 토치만 개발한 것이 아니라, ▲가스 정제 시스템 ▲온도 제어 기술 ▲실시간 진단 및 모니터링 ▲부산물 정화 시스템과 같은 첨단 기술 전체 생태계를 함께 구축했다고 강조했다.
이 기술은 반도체 공장의 산업용 가스 처리, 폐기물 기반 고급 화학 소재 생산 등 다양한 분야에도 활용될 수 있다.
이 기술 프로젝트를 주도한 한국기계연구원 송영훈 사업단장도 “세계 최초로 혼합 폐플라스틱을 원료로 전환하며 경제성을 갖춘 공정을 확보했다”며 “실증과 사업화를 통해 폐기물과 탄소 문제를 동시에 해결할 것”이라고 밝혔다.
이대훈 질소자원화전략연구단장은 “이번 연구과정에서 공정 기술과 함께 여러 요소기술이 확보되었으며 이는 반도체·디스플레이 공정의 온실가스 처리, 고품질 소재 생산 등으로도 확장 가능성이 크다”라고 덧붙였다.
참고로 이와 유사한 기술은 현재 미국에서도 개발 중에 있다. 노스웨스턴대학교 연구진은 니켈 기반 촉매를 활용해 플라스틱을 직접 연료나 산업용 왁스로 변환하는 기술을 개발 중이다.
바야흐로 플라스틱과의 전쟁이 시작된 시대다. 국제사회는 플라스틱을 줄이는 협정을 체결하기 위한 전투에서 패배했지만, 과학-기술자들은 여전히 전투의 승리를 위해 최전선에서 고군분투하고 있다.
에코저널리스트 쿠 ecopresso23@gmail.com
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