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[IT뉴스]폐플라스틱 열분해유 걸림돌 '불순물' 영향 AI로 밝혀

온카뱅크관리자

2026-11-09 12:07:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연·한기대 연구진, 경질 올레핀 생산 저해 요인 규명<br>불순물 사전 분석으로 원료 적합성 관리 기반 마련</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="txkWYGpXDn">
          <p contents-hash="77b2e6fe95a24bf91d514e5469e4c1ee5278bcb63ba50270cb303b11e7dc481c" dmcf-pid="FMEYGHUZDi" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 폐플라스틱 열분해유를 석유화학 원료로 활용할 때 걸림돌이 되는 불순물의 영향을 촉매 실험과 인공지능(AI) 기반 계산화학으로 밝혀냈다. 이를 통해 불순물 종류와 함량에 따른 촉매 성능 저하 가능성을 사전에 파악하기 위한 과학적 근거를 마련했다.</p>
          <p contents-hash="2ad779a2b7c47d2af17e585bc135e9650a915750dbe1cf2b43ff4e208d72253f" dmcf-pid="3RDGHXu5mJ" dmcf-ptype="general">한국화학연구원은 김도경 박사 연구팀이 김태용 한국기술교육대 교수 연구팀과 폐플라스틱 열분해유 속 질소·황·염소·산소계 불순물이 촉매 성능에 미치는 영향과 작동 원리를 규명했다고 9일 밝혔다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ffefa0d92d100ecebbea4b7bab5830030c1a4b26904ec2f9517ecddf8d9984e8" dmcf-pid="0ewHXZ71md" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구진의 단체 사진.(왼쪽 상단부터)김태용 한국기술교육대 교수, TranNgan Ha UST 학생연구원, 원근혜 석사후연구원, Ngo Thi Thanh Ngan UST학생연구원, 김도경 책임연구원,Tran Xuan Tin 박사후연구원, 정동재 박사후연구원.(사진=한국화학연구원)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/Edaily/20261109120534288zqhi.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="5V5Vf4J6mo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/Edaily/20261109120534288zqhi.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            연구진의 단체 사진.(왼쪽 상단부터)김태용 한국기술교육대 교수, TranNgan Ha UST 학생연구원, 원근혜 석사후연구원, Ngo Thi Thanh Ngan UST학생연구원, 김도경 책임연구원,Tran Xuan Tin 박사후연구원, 정동재 박사후연구원.(사진=한국화학연구원)
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="95db7d4f789a642eedd6bf798111e6d855362aac463b588695088ba2f48dab6e" dmcf-pid="pdrXZ5ztme" dmcf-ptype="general">
           폐플라스틱 열분해유는 버려진 플라스틱을 고온 분해해 얻는 기름으로 석유나 나프타 원료를 대체할 수 있다. 열분해유 속 탄화수소를 촉매로 분해하면 플라스틱·화학제품의 기초 원료인 경질 올레핀을 얻게 된다.
          </div>
          <p contents-hash="c691d4ef9e35da0f7ad63554823987f6cf95a03997c79ddb093ca82c8d7dd589" dmcf-pid="U38NjAIkmR" dmcf-ptype="general">그러나 열분해유에는 다양한 플라스틱과 첨가제에서 유래한 불순물이 포함된다. 원료에 따라 불순물의 종류와 함량이 달라져 안정적으로 생산하려면 이들이 촉매 성능에 미치는 영향을 파악해야 한다.</p>
          <p contents-hash="0f84838b59af468eeff73bea13cd0d6f7452d7e7c857a44d4636facc69924801" dmcf-pid="u06jAcCEOM" dmcf-ptype="general">연구팀은 앞서 2024년 폐플라스틱 열분해유를 추가 수소화 처리 없이 경질 올레핀으로 전환하는 순환 유동층 촉매분해 기술을 발표했다. 당시에는 한 종류의 열분해유를 대상으로 진행돼 불순물 조성이 달라지는 원료에 대한 촉매 성능을 판단하는 데에는 한계가 있었다. 이번 후속 연구는 다양한 불순물의 종류와 함량 변화가 경질 올레핀 생산에 미치는 영향을 파악하는 데 초점을 맞췄다.</p>
          <p contents-hash="a670ad2f380d4d3e20cd292f0df10116471a69e49afa1673611a7232a47f3e4a" dmcf-pid="7pPAckhDEx" dmcf-ptype="general">연구팀은 실제 폐플라스틱 열분해유에 질소·황·염소·산소계 불순물 13종을 각각 첨가하고, 2024년 확보한 제올라이트 촉매를 이용해 경질 올레핀 생산량과 생성물 분포의 변화를 비교했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7b606479b01290f669597e3f9142c291eb55cef4634d768d43e213e00aead1ff" dmcf-pid="zUQckElwmQ" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="폐플라스틱 열분해유 종류별 다양한 불순물 함유 샘플.(자료=한국화학연구원)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/Edaily/20261109120535558oizc.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="1jTu7z8BDL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/Edaily/20261109120535558oizc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            폐플라스틱 열분해유 종류별 다양한 불순물 함유 샘플.(자료=한국화학연구원)
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="f0169cf4c15d2faa92f50e3d12cadc92fd571394924d3fe4d209fe66db7381ee" dmcf-pid="quxkEDSrmP" dmcf-ptype="general">
           그 결과, 황·염소·산소계 화합물의 영향은 상대적으로 작았지만, 일부 질소계 화합물은 촉매 성능을 크게 떨어트렸다. 특히 2-메틸피리딘의 영향이 컸고, 벤조니트릴은 상대적으로 작았다. 총 질소 함량뿐만 아니라 어떤 형태의 질소 화합물이 포함돼 있는지도 중요한 셈이다.
          </div>
          <p contents-hash="0dd88e9a6c82d7e9c70f8206dc8677e607992c7155b168c3e8970475ffa2c9f7" dmcf-pid="B7MEDwvmr6" dmcf-ptype="general">연구팀은 ‘머신러닝 포텐셜(MLP)’이라는 AI 기반 계산화학 기법을 활용해 질소계 화합물과 열분해유를 구성하는 탄화수소가 촉매 내부의 반응 자리에 얼마나 강하게 붙는지를 비교했다. </p>
          <p contents-hash="d0cd2e28b814d32b3274e365df9bac7c2919b62dbfcea95d2e8e292cb9be0fe0" dmcf-pid="bzRDwrTsO8" dmcf-ptype="general">제올라이트 촉매에는 탄화수소를 분해하는 반응 자리가 있는데, 일부 질소계 불순물이 이 자리를 먼저 차지하면 탄화수소의 반응 기회가 줄어 생산량이 감소한다. 연구팀은 분자 크기와 촉매 내부 공간도 성능 저하에 영향을 미친다는 사실을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="bf37b40c4a5f1d0340dc08c8850c4a74fc4eba972f9191d8803cba3cb6880991" dmcf-pid="KqewrmyOw4" dmcf-ptype="general">또 질소계 불순물의 농도가 높을수록 성능 저하가 커졌지만 반응 온도를 높이면 영향이 줄어들었다. 반복 사용으로 성능이 떨어진 촉매도 탄소 찌꺼기를 제거하는 재생 처리 후 초기 성능을 회복했다. 촉매를 연속 재생하는 순환 유동층 공정의 가능성을 뒷받침하는 결과다.</p>
          <p contents-hash="923b4c09fb13267e45324888c3f2c3af62306e8f804e7ee272fcada7bd2cfef4" dmcf-pid="9bJmsOYCwf" dmcf-ptype="general">연구는 불순물의 총량뿐 아니라 종류까지 고려해 폐플라스틱 열분해유의 원료 적합성을 평가할 근거를 마련했다는 점에서 의미가 있다.</p>
          <p contents-hash="b51e5d39d0c244fc4626c89770d8fd9b93d2db4c7d36284abc46b1ae77822733" dmcf-pid="2KisOIGhIV" dmcf-ptype="general">신석민 화학연 원장은 “원료를 공정에 투입하기 전 불순물 조성을 분석해 촉매 성능 저하 가능성을 가늠할 수 있다”며 “원료 특성에 맞는 불순물 관리와 운전 전략을 마련하는 데 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="636c14343452b42ae54165100cb2696a5f759ae7a5dcf5c0b2310570f08f8979" dmcf-pid="V9nOICHlD2" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제학술지 ‘ACS Catalysis’에 지난 4월 표지 논문으로 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="23296a5463eebe8fd34b758069fda5f152d410fcefa5a9c46a3264a179b9006b" dmcf-pid="f2LIChXSI9" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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