초록 ▼

□ 연구내용
○ Microwave/plasma 공정 적용을 위한 친환경 최적 용매 및 족매 탐색을 통한 PET 전환율 99%，단량체 수득율 90% 이상 확보와 분리/정제 공정 기술 개발 (청정생산시스템연구소)
- Microwave/plasma 공정 적용을 위한 폐 PET의 가용매 반응용 최적 용매 탐색
- 폐PET 100% 전환과 단량체 수득율 90% 이상 해중합이 가능한 촉매 발굴 및 신규 촉매 탐색
- 해중합 후 생성된 단량체와 부산물의 분리/정제 공정 기술 개발

○ Bulk 형태의 최적 mic

□ 연구내용
○ Microwave/plasma 공정 적용을 위한 친환경 최적 용매 및 족매 탐색을 통한 PET 전환율 99%，단량체 수득율 90% 이상 확보와 분리/정제 공정 기술 개발 (청정생산시스템연구소)
- Microwave/plasma 공정 적용을 위한 폐 PET의 가용매 반응용 최적 용매 탐색
- 폐PET 100% 전환과 단량체 수득율 90% 이상 해중합이 가능한 촉매 발굴 및 신규 촉매 탐색
- 해중합 후 생성된 단량체와 부산물의 분리/정제 공정 기술 개발

○ Bulk 형태의 최적 microwave/plasma 공정 적용을 통한 10분 이내 폐PET 해중합 가능 기술 개발 및 가스화 가능성 검토 (울산지역본부)
- Microwave/Plasma 실험실 수준의 공정 설계 및 최적화
- Plasma 전력소모 최소화 및 공정 에너지 효율 향상
- Plasma의 화학적 특성 진단 기술 개발
- 폐PET의 전기적 특성 분석을 통한 Microwave/plasma 공정 효율 향상
- Microwave/plasma 공정에서 bulk 형태의 폐PET 해중합을 위한 최적 에너지 조사량 탐색
- Microwave/plasma 공정을 통한 10분 이내의 폐PET 해중합을 최적 운전 조건 확보 및 해중합 반응 시스템 구축

○ 후속과제 추진을 위한 기업 동향 파악 및 교류회/워크샵 추진과 관련 정책 추진 (국가청정생산지원센터)
- 폐플라스틱 재활용 기술 동향 조사
- 폐플라스틱 재활용 기업 및 관련 기업 동향 파악
- 관련 기업 기술교류회 및 워크샵 개최
- 후속과제 추진을 위한 정부 정책 개발 추진

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- Microwave-glycolysis를 통한 PET 전환율 99%，단량체 수득율 90% 이상 및 분리/정제 공정 기술 확보.
- 폐 PET를 통해 나온 BHET 해중합 반응을 통한 가스 자원화 가능성 확보.
- 폐플라스틱 재활용 기술 및 산업 동향 파악 및 기술교류회와 세미나 결과를 토대로 한 후속과제 추진 계획 수립.

○ 정량적 성과
- 국내특허출원 2건，기술교류회 3건，세미나 4건
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 기존 열에 의한 화학적 처리 방법과 비교하여 가용매 반응을 이용한 microwave/plasma 해중합 공정은 최소 2배 이상의 공정비용 절감 효과를 보임
○ 해중합 공정 시간이 기존 2시간 이상에서 10분 이내로 줄어듦에 따라, 공정 규모가 크지 않아도 되며, 빠른 처리 능력을 보여줄 수 있음
○ 주로 열원으로 사용되거나 약 80~90% 수준의 단량체 수거를 통한 고분자 중합 원료 사용을 뛰어 넘는 기술로서 가스화 가능성 검토를 통해 모든 탄화수소를 자원화 할 수 있는 기술임

□ 성과활용 계획
○ 개발 기술의 활용 방안
- 얻어진 단량체들은 고가의 PET 필름, 병 또는 용기 등으로 고부가가치화 가능
- 또한 다른 화합물과 반응을 통한 Polyurethane 및 poly urea를 제조하여, 관, 코팅 소재, 단열재, 흡착제, 방음제 등 고부가가치화 제품에 적용 가능
- 부산물의 가스화를 통해 수소와 ethane 가스 등은 연료와 화학 반응물로 사용하고, ethylene gas 등은 PE 제조, ethylene oxide 제조 등 다양한 분자 구조 변환을 통해 고부가가치화가 가능함.

○ 성과활용
- 후속 대형 연구과제* 연계 및 이를 위한 선행 연구
* 미세플라스틱 다부처 R&D 사업의 세부기술 아이템으로 추가
- 중소·중견 기업의 본 기술 결과 홍보 및 기술 공유 연대

〇 기대효과
- (중소•중견기업형 기술) microwave/plasma 공정의 화학적 재활용 기술은 작은 공정 투자비용으로 인해 중소• 중견기업이 실시할 수 있어 산업적 효과가 높음.
- (폐플라스틱의 원료화) 자원 순환의 새로운 생태계를 형성할 수 있는 기술로 화학적 재활용 처리를 통한 폐플라스틱은 원료화를 통해 고부가가치 고분자 중합 원료로 사용 가능
- (부산물 제로화：) 부산물은 가스화하여, 새로운 원료로 사용가능한 부가가치 창출 가능
- (저렴한 공정비용：) 기존 화학적 재활용 공정 대비 microwave/plasma 공정을 통해 최소 2배의 공정 운용비용 절감 효과 가능

(출처 : 기관주요사업 연구 요약서 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 4
• 기관주요사업 연구 요약서 ... 5
• 목차 ... 8
• 제 1 장 개 요 ... 9
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 9
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 10
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 11
• 제 2 절 당해연도 연구개발 결과 ... 13
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 32
• 제 3 장 연구성과 활용 시나리오 ... 33
• 제 1 절 연구성과 활용 시나리오 ... 33
• 제 4 장 참고문헌 ... 35
• 끝페이지 ... 38