폐 PET 플라스틱, 바이오촉매로 8시간 안에 재활용 성공!

플라스틱 폐기물 문제는 환경 위기 속에서 전 세계적으로 큰 도전 과제로 부각되고 있습니다. 이번 연구는 바이오촉매 기술을 활용한 생물학적 재활용으로 이러한 문제에 대한 혁신적 해결책을 제시하고 있습니다. 연구진의 배경, 결과, 논문 정보까지 자세히 알아보겠습니다.

연구 배경

폐 PET 플라스틱은 주로 기계적 재활용으로 처리되지만, 재활용 과정에서 품질이 저하되고 결국 소각되거나 매립되는 한계가 있었습니다. 화학적 재활용도 등장했지만 환경 영향을 완전히 해소하지 못했습니다. 이에 따라 김경진 교수 연구팀은 바이오촉매를 활용한 생물학적 재활용에 주목했습니다.

 

바이오촉매는 플라스틱을 분해하는 효소로, 자연에서 플라스틱이 분해되지 않는 한계를 극복할 수 있는 기술로 평가받고 있습니다.

연구 결과

경북대학교와 CJ제일제당의 공동 연구진은 세계 최고 성능의 PET 분해 효소인 쿠부(Kubu-P)를 개발하였습니다. 이 효소는 1kg의 PET 플라스틱을 단 0.58g의 효소로 8시간 만에 90% 이상 분해하는 능력을 보여주었으며, 환경에 미치는 부정적 영향을 최소화했습니다.

 

추가적으로 쿠부M12라는 개량 효소도 개발되어, 혼합 폐기물과 같은 어려운 조건에서도 뛰어난 성능을 발휘할 수 있음을 증명했습니다.

▲ 바이오촉매 기술로 PET 플라스틱 생물학적 재활용 과정

 

바이오촉매 기술을 이용한 PET 플라스틱의 생물학적 재활용 과정을 시각적으로 설명한 이미지입니다. 플라스틱 분해 및 재활용 원료 생성 과정이 단계별로 잘 나타나 있습니다.

연구진

• 김경진 교수 (경북대학교 생명공학부) - 연구 책임자
• 서호균 박사 (경북대학교 미생물연구소) - 단백질 공학 전문가
• 홍화석 박사 (CJ제일제당 바이오연구소) - 구조생물학 및 효소공학 전문가
• 박지영 박사과정생 (경북대학교) - 산업 적용 효소 개량 연구

논문 정보

이번 연구 성과는 세계 최고 학술지 Science에 게재되었습니다.

• 논문명: Landscape profiling of PET depolymerases using a natural sequence cluster framework
• DOI: 10.1126/science.adp5637
• 발표일: 2025년 1월 3일
• 교신저자: 김경진 교수

 

게재 논문보기

실용화와 기대 효과

바이오촉매 기술은 기존의 재활용 방식에서 발생하는 품질 저하와 환경 영향을 최소화하며, 폐기물 관리와 자원 순환의 혁신을 가져올 것입니다. 특히, 혼합된 폐기물에서도 높은 재활용 효율을 보여줌으로써 다양한 산업에 친환경적이고 경제적인 대안을 제공합니다.

▲ C급 복합 PET 플레이크로 재생된 PET 제품

 

혼합된 폐기물로부터 재생된 PET 제품의 사례로, 바이오촉매 기술의 실질적인 적용 가능성을 보여주는 이미지입니다.

맺음말

폐 플라스틱 문제는 이제 바이오촉매 기술로 새로운 전환점을 맞이하고 있습니다. 이번 연구는 과학 기술이 환경과 조화를 이루는 미래를 실현할 수 있음을 보여줍니다. 이 기술이 널리 적용되어 모두가 환경에 이로운 제품을 사용하는 날을 기대합니다.

 

출처: 과학기술정보통신부