한국도레이과학진흥재단

대표적인 폴리에스터인 PET는 글리콜리시스를 통해 단량체인 BHET로 전환하여 재활용할 수 있다. 그러나 현재 널리 쓰이는 금속염 촉매는 제품에 중금속이 잔류하여 재결정과 폐수 처리 공정이 반드시 뒤따르고, 이온성 액체와 같은 대체 촉매는 균일계 특성상 회수에 별도 공정이 필요해 가격 경쟁력을 확보하지 못하고 있다.

김형준 교수는 한쪽 이온을 고분자 사슬에 고정하고 짝이온을 자유로운 활성종으로 두는 설계를 통해, 활성은 유지하면서 여과만으로 회수되는 비드형 촉매를 개발하고 있다. 짝이온 종류에 따른 글리콜리시스 활성을 규명하고, 다공성 구조 제어로 물질전달을 개선하여 촉매 성능과 수명을 함께 끌어올리는 것이 핵심이다. 나아가 폐폴리에스터 섬유와 유리섬유 강화 복합소재를 대상으로 연속 해중합 공정을 실증하여, 고분자의 단량체화, 유리섬유 회수, 촉매 회수·재사용을 하나의 공정에서 구현하고자 한다. 이는 촉매를 소모하지 않고 반복 사용함으로써 화학적 재활용의 경제성을 근본적으로 개선하려는 도전적인 시도이다.

본 연구는 기계적 재활용이 불가능해 매립·소각되던 폐섬유와 산업용 복합소재에 화학적 순환 경로를 제공한다는 점에서 의미가 있다. 촉매 처리 공정의 제거를 통한 원가 절감과 함께, 탄소중립 및 순환경제 정책에 대응하는 자원화 기술로서 환경적·사회적 가치 창출로 이어질 것으로 기대된다.