【브레이크뉴스 대구】이성현 기자=DGIST(총장 이건우)는 에너지공학과 박치영 교수팀이 설탕에서 얻은 성분을 활용해 플라스틱 재활용을 어렵게 만드는 첨가제를 효과적으로 제거하는 촉매 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

▲ 막자사발을 이용하여 촉매의 활성면을 극대화하는 간단한 방법 개요도  © DGIST

이번 연구는 기존의 복잡하고 비용이 많이 드는 공정을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 재활용과 환경 정화 기술로의 확장 가능성도 제시했다.

연구팀은 설탕에서 추출한 고리형 분자인 사이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 활용해 플라스틱 재활용을 방해하는 난연제를 효과적으로 분해하는 촉매를 개발했다.

이 촉매는 이황화몰리브덴(MoS₂), 풀러렌(C₆₀), 사이클로덱스트린의 3성분으로 구성되었으며, 연구팀이 개발한 기계화학적 혼합 기술을 통해 단순한 막자사발 공정만으로도 짧은 시간 안에 제작할 수 있다. 또한, 수소 생산 속도를 크게 높이고 플라스틱 첨가제 분해에도 탁월한 성능을 보였다.

특히, 이번 촉매 기술은 엔지니어링 플라스틱의 재활용을 어렵게 하는 할로겐계 난연제를 효과적으로 제거해 재활용 가능성을 높였다. 이는 환경 규제 이전에 생산된 플라스틱 제품의 재활용 문제를 해결할 중요한 돌파구가 될 것으로 기대된다.

박치영 교수는 “이번 연구는 초분자화학의 강점을 활용해 기존 산업화 공정의 한계를 극복한 사례”라며, “이황화몰리브덴 촉매를 활용한 환경 정화 기술로도 연구를 확대할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 기초연구실사업, 산업통상자원부의 알키미스트 과제의 지원을 받아 수행됐다.

DGIST 에너지공학과 박치영 교수팀(부석형 박사과정생, 조완수 석박사통합과정생, 이채원 석사 졸업생)과 경북대학교 차효정 교수팀(함가영 박사과정생)이 공동으로 수행한 연구결과는 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다.

<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>

 DGIST Professor Park Chi-young's team develops a simple method to maximize the active surface of a catalyst using a mortar and pestle

DGIST (President Lee Kun-woo) announced on the 10th that Professor Park Chi-young's team in the Department of Energy Engineering developed a catalyst technology that effectively removes additives that make plastic recycling difficult by utilizing components obtained from sugar.

This research not only replaces existing complex and expensive processes, but also suggests the possibility of expansion into plastic recycling and environmental purification technologies.

The research team developed a catalyst that effectively decomposes flame retardants that hinder plastic recycling by utilizing cyclodextrin (CD), a ring-shaped molecule extracted from sugar.

The catalyst consists of three components: molybdenum disulfide (MoS₂), fullerene (C₆₀), and cyclodextrin, and can be produced in a short period of time using a simple mortar and pestle process using the mechanochemical mixing technology developed by the research team. In addition, it significantly increases the hydrogen production speed and shows excellent performance in decomposing plastic additives.

In particular, this catalyst technology effectively removes halogen flame retardants that make recycling of engineering plastics difficult, thereby increasing the possibility of recycling. This is expected to be an important breakthrough in solving the recycling problem of plastic products produced before environmental regulations.

Professor Park Chi-young said, “This study is a case of overcoming the limitations of existing industrialization processes by utilizing the strengths of supramolecular chemistry,” and “We plan to expand the study to environmental purification technology using molybdenum disulfide catalysts.”

Meanwhile, this study was conducted with the support of the National Research Foundation of Korea’s Mid-career Researcher Support Project, Basic Research Laboratory Project, and the Ministry of Trade, Industry and Energy’s Alchemist Project.

The results of the joint research conducted by DGIST’s Department of Energy Engineering Professor Park Chi-young’s team (PhD student Boo Seok-hyung, Integrated Master’s and Doctoral Program student Jo Wan-soo, and Master’s graduate Lee Chae-won) and Kyungpook National University’s Professor Cha Hyo-jeong’s team (PhD student Ham Ga-young) were published in the international academic journal ‘Chemical Engineering Journal.’