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'화학 플라스틱'통합검색 결과 입니다. (7건)

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플라스틱 제조 촉매에 쓰는 백금 사용량 100분의 1로 줄여…"해외선 실용화 추진"

KAIST가 기존대비 100배이상 효율이 좋고 경제적인 플라스틱 제조 촉매를 개발했다. 실증과 상용화에도 연구팀은 관심이 있지만, 쉬워 보이진 않는다. 이 촉매는 플라스틱이나 섬유, 자동차 부품, 전자제품 등을 생산하는데 반드시 들어가는 프로필렌을 저렴하고 효율적으로 생산할 것으로 기대됐다. 기존 프로필렌 제조에는 백금 촉매가 꼭 필요하다. 백금은 무색·무취의 가연성 기체인 프로판에서 프로필렌으로 변환하는 활성이 뛰어나 원료비가 비싸지만, 주로 사용한다. KAIST 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀은 이 백금을 기존 대비 최소 100분의 1만 사용하면서도 성능은 더 뛰어난 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 백금이 극소량 첨가된 갈리아-알루미나 촉매를 이용, 프로판 탈수소화(PDH) 반응에 적합한 최적의 촉매 구성을 찾았다. 촉매 활성과 안정성을 높이기 위해 백금과 갈륨 역할을 정밀하게 분석하고, 두 촉매 기능이 최적의 균형을 이루는 조건을 도출했다. 이 촉매에서 갈륨은 프로판의 탄소와 수소 결합을 끊는 역할을 한다., 백금은 생성된 수소 원자들을 재결합시켜 수소기체로 방출한다. 연구팀은 이 두 기능이 특정 비율을 유지할 때 최적의 프로판 탈수소화 반응 성능을 보이는 것을 확인했다. 또 촉매 장기 안정성을 개선하기 위해 세륨 도핑 기술을 적용했다. 세륨은 촉매 표면에서 백금 입자의 응집을 억제, 소결을 방지한다. 연구팀은 이런 방식으로 촉매를 만든 결과 촉매 1g당 백금 사용량이 기존 방식은 1만~7천ppm(0.7%)이지만, 이들은 100ppm(0.01%)만으로도 더 높은 활성을 나타냈다고 설명했다. 또 이 촉매는 20회 이상 반응-재생 주기에서도 높은 활성을 유지했다. 생명화학공학과 이수성 연구생(박사과정)은 "촉매 생산 효율과 내구성이 좋아 기존 상용 프로판 탈수소화 공정에서 사용되는 촉매를 대체할 것으로 기대한다"고 말했다. 최민기 교수는 “이번 연구는 백금 사용량을 획기적으로 줄이면서도 성능을 유지하거나 오히려 향상시킬 수 있다는 가능성을 제시했다”며 “촉매 비용 절감, 교체 주기 감소, 폐촉매 감소 등 경제적·환경적 효과를 동시에 기대할 수 있다”고 설명했다. 최 교수는 "공정 등의 분야에서 어려움이 많긴 하지만 향후 대규모 공정 실증과 상업화 가능성도 검토할 예정"이라며 "일부 해외 기업은 실용화 단계에 도달한 것으로 보인다"고 덧붙였다.

2025.05.12 10:06박희범

LG화학, 유럽 산학 협력 센터 개소…"친환경 기술 R&D 거점"

LG화학은 독일 프랑크푸르트에서 유럽 이노베이션 센터 개소식을 열었다고 27일 밝혔다. 유럽연합(EU)은 글로벌 시장에서 친환경 규제나 정책이 가장 선제적이고 강력하게 시행되는 지역이다. 올해부터 플라스틱 포장 폐기물 감축이 의무화됐고, 2030년부터는 과일 등의 일회용 플라스틱 포장이 전면 금지된다. 또 배터리법 시행으로 폐배터리 수거 규모가 내년 약 4GWh에서 2040년 200GWh 규모로 약 50배 성장할 것으로 예상된다. 이에 따라 LG화학은 유럽에서 차세대 전지소재, 바이오 소재, 전지 소재 및 플라스틱 재활용 기술 등 친환경 기술 연구개발 역량 육성에 집중한다는 계획이다. LG화학은 유럽 이노베이션 센터를 통해 프라운호퍼 연구소, 율리히 연구소, 스위스 연방공대 등 유럽 내 선도 연구소, 대학과 협력 관계 구축을 논의하고 있다. 해당 센터를 공동 연구개발부터 우수 인재 확보까지 다양한 역할을 수행하는 R&D 거점으로 육성할 예정이다. EU 지역 내 R&D 인력 규모도 2028년까지 40여명으로 확대한다는 계획이다. 이종구 LG화학 CTO 부사장은 “LG화학은 이번 연구소 개소를 통해 친환경 기술 R&D 역량을 글로벌 선도 수준으로 강화해 나갈 것”이라며, “친환경 플라스틱, 배터리 재활용 등 고성장 신산업 분야에서 빠르게 사업화 할 수 있는 기술 발굴에도 집중할 것”이라고 말했다.

2024.10.27 09:50김윤희

폐플라스틱에 헐떡이는 지구…'화학연'이 해결 방법 찾다

전세계 골칫덩이 폐플라스틱이 매년 전세계에서 배출되는 양은 4억 톤에 달한다. 그러나 이를 재활용하는 비율은 9%에 불과하다. 폐기 과정에서는 막대한 양의 이산화탄소도 발생한다. 한국화학연구원이 이 같은 폐플라스틱을 녹여 재활용하는 방법을 찾았다. 연구는 김도경·박용기 박사 연구팀이 맡았다. 이들은 최근 논문에서 폐플라스틱 열분해유를 사용해 플라스틱 원료인 경질 올레핀을 친환경·경제적으로 생산하는 촉매와 반응기를 공개했다. 9일 연구팀에 따르면 이들은 확보한 촉매 공정 모델을 바탕으로 촉매와 공정의 스케일업 및 최적화 연구를 진행할 계획이다. 오는 2030년경 실증이 목표다. 폐플라스틱 열분해유는 플라스틱 원료인 경질 올레핀을 만들 수 있다. 독일 바스프, 사우디아라비아 사빅 등 글로벌 기업과 국내 기업도 상업화를 시도 중이다. 그러나 이 기술은 기존의 석유 원료인 나프타와 폐플라스틱 열분해유의 물성 차이로 인해 한계가 존재한다. 기존 나프타는 탄소 수가 5~9개 사이로 구성된 반면 열분해유는 탄소 수가 5~44개다. 나프타 성분이 20%에 불과하다. 열분해유의 약 20%만 나프타 분해 공정 원료로 활용될 수 있다는 의미다. 또한, 열분해유에는 나프타 분해 공정의 원료로 부적합한 올레핀과 다양한 불순물이 포함돼 있다. 이같은 올레핀과 불순물을 제거하려면 고온(850℃)·고압 수소화 공정이 필요하다. 이에 연구팀은 지난 2017년 상업화에 성공한 순환 유동층 반응기 기반 나프타 촉매 분해 공정을 개선했다. 폐플라스틱 열분해유 활용에 특화된 촉매를 개발하고, 반응 조건 최적화를 통해 기존 상업화 기술의 한계를 극복했다. 연구팀은 파일럿 규모의 촉매와 반응기를 사용해 기존 나프타 분해 공정보다 170℃ 낮은 680℃에서 폐플라스틱 열분해유를 투입한 결과, 경질 올레핀 수율이 나프타를 사용할 때(34.6%) 보다 27% 향상(44.1%)됐다고 설명했다. 폐플라스틱 열분해유를 시간당 1㎏씩 24시간 연속 투입해도 성능이 유지돼 산업적 활용 가능성도 확인했다. 연구팀은 실용화를 목표로 촉매 공정 스케일업 연구와 경제성, 환경성에 대한 상세 평가 등 후속 연구를 진행한 뒤 2030년 실증 가능성을 검토할 계획이다. 연구결과는 화학 공정 과학기술 분야 국제학술지 '미국 화학회 지속가능한 화학 및 엔지니어링(ACS)' 2024년 8월 표지 논문으로 게재됐다. 연구는 한국화학연구원 기본사업, 과학기술정보통신부 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업 및 국가과학기술 연구회 융합연구단 사업의 지원을 받았다. 한편 환경부는 2022년 '폐기물관리법 시행규칙' 개정으로 폐기물 재활용 유형에 폐플라스틱 열분해유를 추가했다. 산업부는 석유화학공정 원료로 석유만 허용하던 규정을 올해 7월부터 폐플라스틱 열분해유도 허용하도록 개정했다. 국제사회는 플라스틱 생산 규제 및 재활용 의무를 강화 중이다. 오는 11월 부산에서 열리는 UN 플라스틱 오염 대응의 최종 협약 회의(INC-5)에 관심이 쏠린다.

2024.09.09 11:38박희범

무독성 폴리우레탄 폼 원료제조 공정 개발…기존대비 단가 1.5배

원료와 원료가 만나면 거품처럼 부풀어 오르는 폴리우레탄 폼은 주로 건축과 보수 공사 등에 많이 쓰인다. 값도 싸고, 경제적이지만, 독성가스 포스겐을 써서 제조해야 하는 단점이 있다. 국내 연구진이 이 문제를 해결했다. 독성없는 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 공정과 촉매를 개발했다. 그러나 생산단가가 기존 석유 제품 대비 1.5배 정도 비싼게 흠이다. 이에 연구팀은 탄소 배출권 등과 연계한 생산체계 구축을 기대했다. 한국화학연구원은 화학공정연구본부 이진희, 안진주, 박지훈 박사 연구팀이 이산화탄소를 사용하는 새로운 폴리우레탄 원료(MDI, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트) 제조를 위한 촉매와 공정을 개발했다. 이진희 책임연구원은 "이산화탄소는 기존 대비 16.1%, 인체 독성은 22.8% 줄였다"고 말했다. 기존 석유 제품을 원료로 쓸 때보다 이산화탄소는 12.18에서 10.22 kg CO₂ eq/kgMDI,로, 독성영향은 3.43에서 2.65 E-06 CTUh/kgMDI를 나타냈다는 것이 연구팀 설명이다. 이 책임은 "매회 공정을 다시 세팅하는 배치 공정과 연속공정이 있는데, 올해는 연속 공정 개발과 4단계 공정을 통합하는 작업을 추진할 것"이라며 "2030년 파일럿 규모 스케일업 등 실증을 통한 기술 상용화 가능성이 있다"고 언급했다. 이와 관련 화학연은 현재 장태선 박사 중심으로 연 20톤 규모의 데모 플랜트를 운영 중이다. 연구팀은 이번 기술 개발과 관련 '메탄과 CO₂'를 반응시켜 '일산화탄소·수소'가 섞인 합성가스로 바꾸는 'CO₂ 재활용 공정'을 개발했다. 또 독성가스인 '포스겐' 대신 '메탄올, 일산화탄소, 산소'를 반응시켜 다른 중간 물질로 바꾼 뒤 MDI를 만드는 '포스겐 대체 공정'도 확보했다. 연구팀은 반응에 방해되는 부산물 생성을 줄이기 위해 반응성이 좋은 팔라듐-이산화티타늄 촉매(Pd/TiO₂)도 개발했다. 연구결과는 화학 공정 분야 국제학술지인 '화학공학 저널(케미칼 엔지니어링 저널, Chemical Engineering Journal(IF : 15.1))' 2024년 8월과 '그린화학(그린 케미스트리, Green Chemistry(IF : 9.3))' 2024년 7월 논문으로 게재됐다. 연구는 한국화학연구원 기본사업, 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 시장선도형 CCU 전략제품 생산기술 실증사업의 지원을 받아 수행됐다.

2024.08.19 10:01박희범

"휠체어 바퀴가 작품으로"…LG화학 재생플라스틱의 변신

LG화학이 재활용 플라스틱으로 만든 휠체어 바큇살 보호판을 기부하며 아이들의 꿈을 응원한다. LG화학은 1일 사회가치실현 프로젝트 기업 COC랩와 함께 10명의 어린이에게 친환경 소재로 만든 스포크 가드를 전달했다고 밝혔다. 스포크 가드는 휠체어 바큇살에 부착하는 둥근 모양 보호판이다. 바퀴를 굴리면서 손가락이나 링거줄이 끼이지 않도록 보호해 주는 역할을 한다. LG화학과 COC랩은 기존 단조로운 색상 위주였던 스포크 가드에 친환경 소재와 맞춤형 디자인을 더해 개성을 표현하는 수단으로 재탄생시켰다. COC랩은 휠체어를 사용하는 아이들에게 스스로 디자인한 스포크 가드를 만들어주는 사회공헌 활동인 '나만의 스포크 가드 만들기' 프로젝트를 지난 2018년부터 진행해 왔다. 아이들은 청년 디자이너와 함께 좋아하는 캐릭터나 동물은 물론, 직접 그린 그림이나 무늬, 문구까지 다양한 조합으로 자신만의 스포크 가드를 디자인할 수 있다. 아이들이 좋아하는 것을 자연스럽게 드러내고 주변과 소통하면서 휠체어에 대한 불편한 시선에 변화를 일으키겠다는 취지다. LG화학은 스포크 가드에 친환경 소재를 적용할 수 있도록 지원하면서 의미를 더했다. LG화학은 리사이클 플라스틱(PCR-PC) 소재와 스포크 가드 가공까지 모든 과정을 무상으로 제공하고 총 100개의 렛제로 리사이클 소재 스포크 가드를 만들어 COC랩에 전달했다. 스포크 가드를 꾸민 한 어린이는 “휠체어가 더 멋져져서 타는 게 즐겁다”며 “예전에는 사람들이 쳐다보는 게 장애인이라서 그런 것처럼 느꼈지만, 지금은 바퀴에 있는 작품에 관심을 갖는 것 같다”고 소감을 전했다. 올해 COC랩은 LG화학이 기증한 스포크 가드에 디자인을 입혀 다른 아이들에게도 추가로 전달할 예정이다. 김태희 COC랩 대표는 “LG화학의 후원으로 더 많은 아이들이 자기만의 휠체어를 꾸미고 환경에 대한 소중함도 배울 수 있었다”며 “작은 동그라미가 세상의 인식을 바꿔나갈 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. LG화학 엔지니어링소재사업부장 김스티븐 전무는 “LG화학의 친환경 소재가 아이들의 다양한 꿈과 개성을 표현하는 데 쓰여 의미 있게 생각한다”며 “앞으로도 사회 곳곳에서 지속가능한 변화를 일으킬 수 있도록 친환경 소재 개발과 확산에 힘쓸 것”이라고 밝혔다.

2024.08.01 08:43류은주

SK지오센트릭·율촌화학, 플라스틱 포장재 개발 맞손

SK지오센트릭과 율촌화학이 플라스틱 재활용률을 높여줄 고기능성 플라스틱 포장재 개발에 나선다. SK지오센트릭과 율촌화학은 재활용이 용이한 플라스틱 포장재 제조기술 개발과 생태계 활성화 등을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 31일 밝혔다. 이에 따라 두 회사는 그동안 쌓아온 플라스틱 포장재 제조 경험과 기술력을 활용해 단일 소재의 고기능 플라스틱 연포장재를 개발해 나가기로 했다. 흔히 비닐로 불리는 필름·시트형 연포장재는 온도·습도 변화로 제품이 변질되는 것을 막고자 여러 소재를 층층이 쌓아 만들어 사실상 재활용이 불가능했다. SK지오센트릭 관계자는 “플라스틱 연포장재는 국내에서만 연간 36만톤이 사용되지만 여러 소재별로 분리 배출이 거의 안돼 대부분 소각 또는 매립되고 있다”면서 “단일 재질로 고기능의 파우치형 포장재를 만들면 재활용이 수월해져 자원순환 생태계 활성화에 도움이 될 것”이라고 말했다. 환경부는 단일소재 포장재 사용을 활성화하려고 지난 2019년 '포장재 재활용 용이성 등급평가' 기준을 도입한 바 있다. 일본 정부는 2022년부터 단일소재 플라스틱 포장재 제조 촉진을 위한 '플라스틱 자원순환 촉진법'을 시행 중이다. 또 두 회사는 얇은 두께에도 동일한 강도 등 향상된 물성을 갖는 플라스틱 감량 포장재를 개발할 계획이다. 발포 필름 기술 등을 활용해 동일한 기능성을 갖추면서도 플라스틱 사용량을 크게 줄일 수 있는 포장재를 만들겠다는 것이다. 폐플라스틱을 열분해 등 화학적 기술로 재활용한 소재로 제조하는 포장재도 개발할 방침이다. SK지오센트릭은 세제와 냉동식품 등 포장에 쓰이는 플라스틱 파우치를 폴리에틸렌(PE) 단일소재로 만들어 시중에 공급해 왔고, 플라스틱 감량 및 화학적 재활용 포장재 개발에도 공을 들여왔다. 농심그룹 포장재 전문 계열사 율촌화학은 식품 포장재에서 전기·전자제품 보호에 쓰이는 첨단소재로까지 사업 영역을 넓혀가고 있다. 조재성 SK지오센트릭 패키징 솔루션 사업부장은 “포장재 전문기업인 율촌화학과의 협업으로 재활용이 용이한 고기능성 포장재 개발은 물론 플라스틱 재활용 생태계 활성화에 기여해 나갈 것”이라고 말했다. 양경택 율촌화학 포장사업부장은 “수 십년간 쌓아온 포장재 기술과 업력을 토대로 SK지오센트릭과 함께 지속가능한 미래형 고기능성 포장재 개발에 앞장서겠다”고 말했다.

2024.03.31 10:05류은주

LG화학, 친환경 화장품 용기로 뷰티 시장 공략

LG화학이 이산화탄소 플라스틱 시장 개척에 나선다. LG화학은 21일 이탈리아 볼로냐에서 개최하는 '코스모프로프 볼로냐2024'에서 이산화탄소로 만든 친환경 플라스틱 소재를 전시, 고객 확보에 나선다고 20일 밝혔다. 코스모프로프 전시회는 뷰티 산업의 소재, 패키지, ODM, 브랜드 등 약 3천여개 코스메틱 회사가 참가하는 글로벌 최대 뷰티 산업 박람회다. LG화학은 친환경 파트너사인 코스맥스의 에코존에서 이산화탄소로 만든 차세대 친환경 소재인 'PEC(폴리 에틸렌 카보네이트)'를 적용한 화장품 용기를 첫 선보인다. PEC는 공장에서 포집한 이산화탄소와 산화에틸렌을 사용해 만드는 차세대 친환경 혁신 플라스틱이다. LG화학은 PEC 제조를 위해 이산화탄소를 플라스틱으로 전환하는 핵심 소재 촉매와 공정 기술을 독자 개발해 현존 CO2플라스틱 중 가장 높은 생산성 확보했다. PEC는 주로 화장품 용기와 식품 포장재에 사용되며, 다른 플라스틱 제품과 섞어서 부드러운 필름부터 단단한 케이스 등 다양한 용도로도 사용이 가능하다. 특히 화장품 산업 분야에서는 친환경 용기로 전환하려는 움직임이 확대되고 있다. 실제로 최근 EU의 탄소국경세 도입 등 친환경 관련 법규 강화로 많은 글로벌 코스메틱 회사가 2030년까지 제품에 탄소발자국을 부착하며 재활용 플라스틱 사용량을 확대하겠다고 발표한 바 있다. LG화학 관계자는 “이산화탄소를 포집해 만든 차세대 소재 PEC를 기반으로 화장품 고객사들과 파트너쉽을 강화하고 지구온난화 방지에 기여해 나갈 것”이라고 말했다.

2024.03.20 09:54류은주