8시간 만에 90% 분해하는 플라스틱 효소 개발!

국내 연구진, 8시간 만에 90% 분해하는 플라스틱 효소 개발! 친환경 재활용 시대 열리나?

경북대 김경진 교수 연구팀과 CJ제일제당이 공동 개발한 ‘쿠부M12’ 바이오촉매가 1㎏의 PET 플라스틱을 8시간 만에 90% 이상 분해하는 데 성공했다. 플라스틱 오염 문제를 해결할 수 있는 생물학적 재활용(BR) 기술의 새로운 가능성을 제시했다.

 

---

플라스틱 문제 해결의 새로운 돌파구, 생물학적 재활용 기술

‘생물학적 재활용’(BR) 개념도. 과기정통부 보도자료

 

국내 연구진이 "1㎏의 PET 플라스틱을 8시간 만에 90% 이상 분해"할 수 있는 고성능 바이오촉매(효소)를 개발해 플라스틱 재활용의 새로운 가능성을 열었다. 경북대학교 김경진 교수 연구팀과 CJ제일제당 연구진은 해당 연구 성과를 과학저널 "사이언스(Science)"에 발표했으며, 이는 기존의 기계적 및 화학적 재활용의 한계를 넘어설 획기적인 성과로 평가받고 있다.

 

플라스틱 중에서도 "폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)"는 병, 의류, 차량 매트 등 다양한 분야에서 사용되지만, 기존의 재활용 방식은 열처리나 화학적 처리 방식에 의존해 환경적인 부담이 크다는 단점이 있었다. 또한, 오염된 플라스틱의 경우 기존 재활용 방식으로는 처리가 어려운 상황이었다. 이에 따라 생물학적 재활용(BR) 기술이 새로운 대안으로 떠오르고 있다.

 

연구팀은 자연계에서 존재하는 바이오촉매를 분석하여 페트를 분해할 수 있는 ‘쿠부M12’ 효소를 개발했다. 이 효소는 0.58g의 소량만으로 1㎏의 PET를 1시간 이내에 45%, 8시간 내에 90% 이상 분해하는 세계 최고 수준의 성능을 보였다.

 

 

‘쿠부M12’의 특징과 혁신적인 분해 기술

• 혁신적 성능:
  • 기존 기술 대비 압도적인 속도로 플라스틱을 친환경적으로 분해
  • 1㎏의 PET를 8시간 내 90% 이상 생분해 가능
• 오염 플라스틱까지 재활용 가능:
  • 열로 녹이는 기존 방식과 달리 오염된 플라스틱도 효과적으로 분해 가능
• 지속 가능한 순환경제 구축:
  • 폐기된 PET를 새로운 PET 제품으로 재합성 가능, 지속 가능한 플라스틱 재활용 실현

 

김경진 교수는 “이번 바이오촉매 기술을 통해 C급 폐기물까지 재생 가능하며, PET를 원료로 다시 사용할 수 있게 되었다”고 강조했다.

 

연구팀은 향후 복합 섬유를 섬유로, 섬유를 다시 PET병으로 재활용하는 기술을 발전시킬 계획이다.

 

 

생물학적 재활용의 산업화 가능성과 미래 전망

 

과학기술정보통신부는 이번 연구가 ‘화이트 바이오’ 산업의 새로운 장을 여는 계기가 될 것으로 기대하고 있다. ‘화이트 바이오’는 미생물과 효소를 활용해 바이오 플라스틱, 바이오 연료 등을 생산하는 친환경 기술로, 이번 성과가 상용화될 경우 국내 플라스틱 산업의 패러다임 전환이 가능할 것으로 보인다.

 

특히, 연구팀이 창업한 "㈜자이엔(Zyen)"과 CJ제일제당의 협력을 통해 빠른 사업화가 진행될 예정이며, 플라스틱 쓰레기의 환경적 영향을 획기적으로 줄일 수 있는 해결책이 될 것으로 보인다.

 

과기정통부 관계자는 “이번 기술은 기존 석유화학산업의 한계를 뛰어넘고, 첨단 바이오 기술을 적용한 다양한 친환경 PET 제품이 상용화될 가능성이 높다”고 전했다.

---

이번 연구 성과는 환경 문제 해결뿐만 아니라 경제적 가치까지 창출할 수 있는 중요한 전환점이 될 것으로 보인다. 앞으로 생물학적 재활용 기술의 발전과 실용화가 더욱 기대된다.