플라스틱 쓰레기로 이산화탄소를 제거한다

(Graduate student Paul Savas feeds raw plastic into a crusher to prepare it for pyrolysis. Credit: Jeff Fitlow)

(Most of the pores in each particle are about 0.7 nanometers wide. Credit: Tour Group)

플라스틱은 가볍고 튼튼하며 쉽게 성형할 수 있고 내구성이 뛰어난 소재로 큰 인기를 끌고 있지만, 마지막 장점 때문에 문제가 되고 있습니다. 썩지 않고 쉽게 분해되지 않는 특징 때문에 썩지 않는 쓰레기가 되어 환경 문제를 일으키고 있습니다. 여기에 금속과 달리 재활용도 매우 어렵다는 문제가 있습니다.

따라서 많은 과학자들이 플라스틱 쓰레기를 좀 더 유용한 물질로 재활용 할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 라이스 대학의 연구팀은 폴리에틸렌 같은 흔한 플라스틱 쓰레기를 이산화탄소 흡수제로 만드는 기술을 개발했습니다.

방법은 의외로 간단합니다. 플라스틱 쓰레기를 곱게 갈아서 입자로 만든 후 포타슘 아세테이트 (potassium acetate)를 혼합한 후 섭씨 600도에서 45분 동안 가열해 다공성 소재로 만듭니다. 이렇게 만든 다공성 입자는 내부에 평균 0.7-1.4nm 크기의 미세한 구멍을 지니고 있는데, 이산화탄소 분자가 들어가기에 적당한 크기입니다.

이 소재로 이산화탄소 필터를 만든 후 공장 및 발전소 배기가스를 통과시키면 이산화탄소만 걸러낼 수 있습니다. 이후 섭씨 75도 가열하면 이산화탄소가 다시 배출되어 필터를 기능을 90%정도 복원해 다시 사용할 수 있습니다.

연구팀은 이 방법을 이용하면 이산화탄소 분리 포집 비용을 톤당 21달러까지 낮출 수 있다고 보고 있습니다. 현재 이산화탄소 분리 포집 비용은 톤당 80-160달러에 달합니다. 이론적으로는 그럴 듯해 보이는데 상용화가 가능할지 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/environment/plastic-waste-sorbent-capture-carbon-dioxide/

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955

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