플라스틱 1㎏을 효소 0.58g으로 8시간만에 분해했다

경북대 김경진 교수팀, 세계 최고성능 '쿠부M12' 개발
저질 폐 플라스틱을 고순도의 PET 원료로 탈바꿈

경북대 김경진 교수팀이 품질이 낮은 폐 플라스틱 조각인 'C급 플레이크 원료'를 쿠부M12로 고순도의 PET 원료인 테레프탈산을 만들고, 이를 이용해 페트병을 만들었다. 김경진 교수 제공

[파이낸셜뉴스] 경북대 김경진 교수팀이 ㈜자이엔, CJ제일제당㈜과 함께 PET 플라스틱을 분해하는 세계 최고 성능의 효소(바이오촉매) '쿠부M12'를 개발했다. 이 효소는 0.58g만 있어도 PET 폐 플라스틱 1㎏을 8시간 만에 완전 분해했다. 특히 이제까지 개발된 바이오 촉매들은 70도 이상의 고온에서 사용됐지만, 쿠부M12는 40도에서도 플라스틱을 잘 분해했다.

과학기술정보통신부는 연구진이 개발한 바이오촉매가 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 3일(한국시간) 발표됐다고 밝혔다. 최근에는 품질이 낮은 폐 플라스틱 조각인 'C급 플레이크 원료'를 쿠부M12로 고순도의 PET 원료인 테레프탈산을 만들고, 이를 이용해 페트병을 만드는데 성공했다.

화학 촉매를 이용해 PET 플라스틱을 열로 녹이거나 용매제로 분해해 원료를 만들어 내는 화학적 재활용법이 등장했다. 하지만, 원료 오염에 따른 한계 때문에 이 방법을 사용할 수 있는 폐기물이 제한돼 있고, 환경에 미치는 영향이 적지 않아 완벽한 대안으로 자리 잡지는 못하고 있다.

연구진은 자연환경에서 나무가 썩는 것처럼 효소가 플라스틱을 분해하는 생물학적 재활용법에 주목했다. 그결과 PET플라스틱을 생물학적으로 분해하는 고성능 효소 '쿠부'를 개발했다. 쿠부는 PET 플라스틱만 분해하고 순수 PET 원료인 테레프탈산을 만드는 등 플라스틱 분해 과정에서 환경에 미치는 부정적 영향이 거의 없다. 또 재활용때 소재의 품질도 뛰어나다.

또한 연구진은 쿠부에 효소공학을 적용, 더 강력한 개량 바이오촉매인 '쿠부M12'까지 개발했다. 쿠부M12를 테스트한 결과 1㎏의 PET 플라스틱을 0.58g의 소량으로 1시간 이내에 45%, 8시간 만에 90% 이상 분해하는 세계 최고의 성능을 보였다.

김경진 교수는 "바이오 촉매를 통한 생물학적 재활용은 재활용이 되지 않는 오염된 플라스틱까지도 영구적 재활용이 가능하게 하는 획기적인 기술"이라고 설명했다.

그러면서 "이번에 개발한 쿠부M12는 자연이 가진 위대한 잠재력을 파악했다"며, "앞으로 다양한 화학 산업에서 바이오촉매를 응용한 혁신이 일어날 것"이라고 말했다.

한편, 김경진 교수는 생물학적 재활용(BR)의 국내 최초 사업화를 위해 ㈜자이엔을 창업했다.

㈜자이엔은 효성TNC 등과 함께 폐섬유의 재생 연구에 돌입하는 등 바이오 촉매의 선택성을 이용해 재활용이 어려운 혼합 PET 원료의 재생을 현실화하고 있다.

[e-mail] 김만기 기자