[서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 숭실대학교는 신소재공학과 김병효 교수 연구팀이 폐PET를 저온에서 고효율로 분해하고 자석만으로 회수할 수 있는 무기·유기 하이브리드 자성 나노촉매를 개발했다고 3일 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학공학 및 지속가능공학 분야 국제학술지 'ACS Sustainable Chemistry & Engineering'에 게재됐다. 연구에는 숭실대 김용준 학생과 장태민 학생이 제1저자로 참여했다.

PET 화학적 재활용에 사용돼 온 기존 촉매들은 회수와 효율 측면에서 한계가 있었다. 아세트산 아연 촉매는 분해 효율이 높지만 사용 후 회수가 어려워 폐기 과정에서 환경 부담이 발생했다. 반대로 고체 촉매는 회수가 쉬운 대신 활성이 낮아 높은 반응 온도와 긴 반응 시간이 필요했다.

기존 나노촉매 역시 고체 촉매보다 활성이 높지만 회수 공정이 복잡해 실제 공정에 적용하는 데 제약이 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 개선하기 위해 'ZnFe₂O₄@citrate' 무기·유기 하이브리드 자성 나노촉매를 개발했다. 해당 촉매는 180도에서 2시간 만에 PET를 100% 분해했으며 BHET 수율 94.1%를 달성했다.

또 자석만으로 촉매를 손쉽게 회수할 수 있는 점도 특징이다. 연구팀은 해당 촉매를 8회 반복 사용한 뒤에도 87% 이상의 수율이 유지되는 것을 확인했다.

이번 연구는 낮은 온도에서도 PET를 효율적으로 분해하면서 촉매 회수와 재사용까지 가능한 기술을 제시했다는 데 의미가 있다. 향후 친환경 PET 화학적 재활용 공정의 효율성과 경제성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

jane94@newspim.com