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오사카(大阪)시립대학 인공광합성연구센터, 토호쿠(東北)대학 대학원 공학연구과 응용화학전공의 공동 연구그룹이 플라스틱 쓰레기의 대부분을 차지하는 폴리올레핀계 플라스틱 분해에 효과적인 고체 촉매계를 개발, 저온 조건 하에서 유용한 화학 물질인 윤활유 및 액체 화학품을 높은 수율로 합성할 수 있음을 확인함. 연구진은 폴리에틸렌을 모델 기질로 하여 촉매 개발을 실시한 결과,‘산화세륨 담지 루테늄 촉매(Ru/CeO2 촉매)’가 다른 금속 담지 촉매보다 높은 활성을 나타내는 것을 발견했으며, 이에 따라 200℃의 저온, 2MPa의 낮은 수소 압력 조건에서 폴리올레핀의 변환이 가능해지고, 또한, 윤활유, 액체 화학품 등 유용한 화학 물질을 90% 이상의 높은 수율로 얻을 수 있음을 규명함. 본 촉매는 기존 고체 촉매에 비해 폴리올레핀계 플라스틱 분해에 필요한 반응 온도를 100℃ 이상 낮출 수 있도록 하며 매우 높은 활성을 갖는 고체 촉매라고 할 수 있음. 본 고체 촉매계는 시판 중인 쓰레기 봉투나 폐플라스틱에도 적용 가능하며, 높은 수율로 유용한 화학품을 얻을 수 있었음. 플라스틱 자원의 순환 사이클이 가능해져 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대되며, 석화 자원으로부터 합성되어 온 화학 프로세스를 대체함으로써 이산화탄소, 에너지, 비용을 절감시켜 궁극적으로 저탄소 사회 구축으로도 이어질 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 ‘Applied Catalysis B : Environmental’ (“Low-Temperature Catalytic Upgrading of Waste Polyolefinic Plastics into Liquid Fuels and Waxes”) 지에 게재됨.