매년 수십억개 버려지는 타이어…고무·나일론으로 재활용한다

KAIST, 폐타이어 분해기술 개발

화학원료 얻는 수율 82% 달성

폐타이어 재활용 기술. 사진 제공=KAIST

전 세계적으로 매년 수십억 개가 버려지는 타이어를 고무나 나일론 원료로 재활용할 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 홍순혁 화학과 교수 연구팀이 폐타이어를 고부가가치 화학 원료인 고순도 고리형 알켄으로 선택적 전환하는 이중 촉매 기반 연속 반응 시스템을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구성과는 국제학술지 ‘켐’에 18일 게재됐다.

폐타이어는 합성고무와 천연고무에 실리카, 카본블랙, 산화방지제 등 첨가제들이 다양하게 섞여있다. 이를 통해 열과 압력에 강한 구조를 갖는다. 이는 폐타이어를 화학적으로 분해해 재활용하기 어렵게 만드는 요인이다.



이에 폐타이어는 350~800°C의 고온 환경에서 고분자 사슬을 분해해 연료유로 전환하는 열분해나 물리적 분쇄 방식이 주로 쓰였다. 하지만 에너지가 많이 소모되고 질낮은 물질만 만들어낼 수 있다는 한계가 있었다.

연구팀은 두 가지 촉매를 활용해 폐타이어를 효율적으로 분해하는 이중 촉매 기반 연속 반응을 찾았다. 고무 분자 안 결합 구조를 바꿔 분해가 잘 되도록 돕고 촉매는 고리를 닫는 반응을 통해 고리 모양 화합물로 바꾸는 방식이다. 기존 열분해와 달리 저온에서 화학반응을 일으킬 수 있다. 이를 통해 고무와 나일론 섬유 원료를 만들 수 있으며 수율은 최고 82%라고 연구팀은 설명했다.

홍 교수는 “폐타이어의 화학적 재활용에 대한 혁신적인 해법을 제시했다”며 “경제성을 높이기 위해 차세대 고효율 촉매 개발과 상용화를 위한 기반을 마련해 나갈 예정”이라고 말했다.