버려지던 톱밥의 대반전…페트병 원료로 되살렸다

입력 2026-11-01 13:45:03

화학연·포스텍, 순도 99% 이상 FDCA 생산 공정 개발

기존 비교공정 대비 탄소배출 60%·화석자원 47.9%↓

[헤럴드경제=이정환 기자] 나무를 자르고 남아 버려지던 톱밥이 플라스틱 원료로 다시 태어났다. 단단한 목재를 분해하는 데서 막히고, 만들어진 중간물질마저 쉽게 변질돼 효율을 내기 어려웠던 기존 공정의 벽을 넘어 순도 99% 이상의 바이오플라스틱 원료를 생산하는 데 성공했다.

한국화학연구원은 황동원 박사 연구팀이 포항공대 한지훈 교수팀과 함께 목재 등 비식용 바이오매스를 FDCA(2,5-푸란디카복실산)로 바꾸는 ‘BMF-AMF-FDCA 연계 공정’을 개발했다고 1일 밝혔다.

FDCA는 석유계 원료인 테레프탈산을 대체할 수 있는 화학소재다. 페트병 등 플라스틱 제품에 쓰이는 소재를 만드는 데 활용될 수 있다. 현재 FDCA는 주로 옥수수에서 추출한 과당·설탕을 원료로 생산한다.

목재를 원료로 쓰려는 시도는 꾸준했지만, 셀룰로스의 단단한 구조를 분해하기 어렵고 반응 중 생성되는 중간물질이 쉽게 변질돼 생산 효율을 높이기 쉽지 않았다. 연구팀은 셀룰로스를 BMF와 AMF를 거쳐 FDCA로 전환하는 3단계 공정을 설계해 이 문제를 풀었다.

첫 단계의 고압 반응을 줄이고, 중간물질을 별도로 분리·정제하거나 용매를 바꾸는 과정도 최소화했다. 폐기물로 여겨지던 목질계 바이오매스를 고순도 화학소재로 바꾸는 데 필요한 공정을 간결하게 만든 것이다.

공정 시뮬레이션을 바탕으로 한 전과정평가에서 FDCA 1㎏을 생산할 때 온실가스 배출량은 이산화탄소 환산 기준 2.77㎏으로 분석됐다. 기존 식용 당 기반 공정의 6.91㎏보다 약 60% 적고, 화석자원 사용량도 47.9% 줄었다.

황동원 한국화학연구원 책임연구원은 “식용자원 대신 목질계 바이오매스를 활용해 플라스틱 원료를 만드는 공정의 효율을 높였다”며 “바이오매스를 고부가가치 화학소재로 전환하는 탄소중립 기술로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.