폐목재 활용해 친환경 바이오플라스틱 생산 기술 개발

폐목재를 활용해 바이오플라스틱을 생산하는 과정. 산림과학원 제공

산림청 산하 국립산림과학원은 폐목재나 산림 부산물처럼 버려지는 나무를 활용해 친환경 바이오플라스틱의 핵심 원료를 만드는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

강원대학교 강명종 교수팀과의 공동 연구로 개발한 이 기술은 나무를 고온·고압의 물(초임계수)로 처리해 얻은 HMF를 차세대 바이오플라스틱 원료인 FDCA로 전환하는 핵심 공정이다. HMF(Hydroxymethylfurfural)는 나무나 식물 속 당 성분을 가열해 만든 중간 물질이고, FDCA(Furandicarboxylic Acid)는 친환경 플라스틱의 원료다.

연구팀은 수율과 효율을 높이기 위해 빛과 전기를 동시에 활용하는 ‘광전기화학 촉매’를 새롭게 적용했다. 해당 촉매는 고온·고압이 필요했던 기존 방식과 달리 상온과 낮은 전압에서도 반응해 공정 에너지를 크게 줄일 수 있는 특징이 있다. 이를 통해 FDCA 생산 수율 99.21%를 확보했다.

생산된 바이오 기반 FDCA를 활용하면 기존 석유 유래 페트(PET)를 대체할 수 있는 친환경 고기능성 플라스틱 ‘페프(PEF)’를 만들 수 있다. FDCA는 플라스틱 용기뿐 아니라 자동차 부품, 의류용 탄성섬유, 산업용 코팅재, 접착제 등 석유화학 산업 전반에 활용될 수 있다.

산림과학원 관계자는 “나무에서 만든 FDCA를 활용하면 석유 원료 사용을 줄일 수 있고 탄소 저장 효과도 기대할 수 있다”며 “온실가스 감축과 탄소중립에도 기여할 것으로 본다”고 말했다.



김태영 기자 live@donga.com