일본산업뉴스요약

폐 플라스틱 가열하여 안전 분해
신슈대학, 철을 사용해 유해물질 회수

신슈대학의 미즈구치(水口) 교수 연구팀은 가열을 통해 폐 플라스틱을 안전하게 분해하는 방법을 개발하였다. 플라스틱을 물과 이산화탄소(CO₂)로 변화시키고, 포함된 유황 등의 유해물질은 철과 반응시킨다. 단단한 특수 플라스틱이나 일반적인 염화비닐까지 폭넓게 처리할 수 있다. 화학업체와 협력하여 1~2년 후의 실용화를 목표하고 있다.

일반사단법인 플라스틱순환이용협회에 따르면, 일본에서는 폐 플라스틱이 2017년에 약 903만 톤이나 배출되고 있다. 이 중 약 140만 톤이 중국 등의 해외에 수출되어 현지에서 재활용되고 있다. 잘게 절단하여 바람으로 가벼운 것을 날리면서 사람이 분별 작업을 한다.

그러나 폐 플라스틱 중에는 타이어나 배관처럼 유화물이나 염화물 등 환경이나 인체에 해로운 물질이 포함되어 있어 오염의 원인이 되었다. 때문에 중국은 18년부터 폐 플라스틱 수입을 금지하였다. 또한 대체 수입처가 된 동남아시아에서도 수입을 규제하기 시작하였다. 폐 플라스틱 오염에 대한 국제적인 여론이 높아지면서 해외에 대한 수출이 엄격해지고 있는 가운데 국내에서 안전하게 폐 플라스틱을 처리하는 방법이 요구되고 있었다.

연구그룹은 이전에 산화크롬 등의 산화물이 포함된 반도체를 열로 분해 처리하는 방법을 개발하고 있었다. 이번에는 그 방법을 응용하였다.

우선 폐 플라스틱을 산화철 분말이 분산되어 있는 액체에 담가서 표면에 산화철을 부착시킨다. 다음으로 액체를 건조시킨 후에 전기로 안에서 350~500도로 20분 정도 가열한다. 그러면 플라스틱을 구성하는 수지가 분해되면서 이산화탄소와 물이 발생한다.

폐 플라스틱에 포함되어 있던 유황이나 염소 등의 무기물은 철과 반응하여 안전한 금속 분말이 되기 때문에 회수가 가능하다. 폐 플라스틱에 섞여 있던 금속 파편 등은 변화하지 않고 회수할 수 있다. 중량은 원래 폐 플라스틱의 10~20%가 되었다.

플라스틱 분해에는 산화물이 전자를 빼내는 힘을 이용한다. 가열하면 빼내는 힘이 약해지고, 수지와 수지의 이음매 역할을 하는 전자가 빠진다. 그러면 수지의 다른 결합도 순서대로 잘려 나가며 분해된다. 최종적으로 가열로 인해 수지는 이산화탄소와 물로 변한다. 포함되어 있던 다른 물질은 전자가 빠지지 않기 때문에 변화하지 않고 철 등과 반응한다.

이 방법은 반도체 등의 공업제품 분해에도 사용할 수 있다. 부품을 이번 방법으로 열분해하면 희소금속만을 안전하게 회수할 수 있다.

미즈구치 교수 연구팀은 이 기술을 사용한 휘발성 유기화합물의 분해 장치를 이미 개발하여 벤처기업 Jintech(나가노현)를 2013년에 설립하였다. 이번 기술도 Jintech에서 조기 실용화를 추진해 나갈 계획이다.

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