(Credit: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-02078-7.)
최근 이란 전쟁 여파로 인해 전 세계 항공유 부족이 심해지면서 비상이 걸린 상황입니다. 그리고 그게 아니더라도 환경과 지속 가능한 항공 산업을 위해 폐식용유, 동식물성 기름, 생활 폐기물 등 친환경 원료로 만든 대체 연료인 SAF (지속 가능 항공유)에 대한 투자가 활발합니다.
난징 임업대학교, 칭화대학교 및 기타 연구기관의 협력 연구팀은 흔히 사용되는 폐식용유 대신 플라스틱 쓰레기를 이용한 항공유 개발에 나섰습니다. 네이처 에너지(Nature Energy)에 발표한 새로운 논문에서 연구팀은 새로운 촉매를 이용해 처치 곤란한 섞지 않는 쓰레기인 플라스틱을 항공유로 만드는 기술을 공개했습니다.
연구팀은 널리 사용되는 플라스틱인 폴리스티렌을 연속 열분해-수소분해 공정을 통해 변형시키는데 집중했습니다. 이전 실험에서 연구팀은 촉매 물질에 원자 단위로 분산된 루테늄 (Ru)의 위치가 주변 환경에 따라 매우 다른 수소 분해 선택성을 나타낸다는 것을 확인했습니다. 이는 루테늄 촉매를 이용해 유용한 탄화수소 연료를 합성힐 수 있는 가능성을 보여준 것입니다.
이번 연구에서는 이전 연구 결과를 토대로 열분해 과정을 거친 폴리스티렌이 단량체 및 올리고머 중간체를 생성한 후 코발트 산화 알루미늄 (Cobalt aluminum oxide (cobalt aluminate, CoAl₂O₄) 촉매 위에 있는 루테늄 분자의 위치 조종하면 효율적인 수소화 분해 반응을 거쳐 제트 연료를 생성할 수 있다는 점을 입증했습니다.
플라스틱 원료는 먼저 460°C의 첫 번째 반응기를 통과하면서 수소 열분해를 통해 작은 분자 중간체로 분해됩니다. 중간체 증기는 160°C의 촉매층 위를 흐르면서 고밀도의 시클로알칸(cycloalkane)이 풍부한 제트 연료로 변환됩니다. 연구팀에 따르면 이 방법은 상용 루테늄/탄소 촉매보다 100배 이상 높은 효율을 나타냅니다.
루테늄 같이 비싼 희토류 원소 촉매를 사용한다는 점이 약점이긴 하나 연구팀에 따르면 생각보다 저렴하게 생산이 가능하다고 합니다. 연구팀의 추정이긴 하나 1kg 생산 비용은 1-1.8달러에 불과하다고 합니다. 다른 건 그렇다고 쳐도 제조 비용은 약간 반신 반의해지는 대목이긴 하나 플라스틱 쓰레기를 이용한 연료 생산은 앞으로 꼭 필요한 기술이 될 것으로 생각합니다.
참고
https://techxplore.com/news/2026-06-plastic-yields-jet-fuel-kilogram.html
Jia Wang et al, Ambient-pressure conversion of plastic waste to jet fuel cycloalkanes by tandem hydropyrolysis and vapour-phase hydrogenation, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-02078-7.
댓글
댓글 쓰기