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[재활용플라스틱] 무한히 재활용 가능한 플라스틱은 우리의 폐기물 위기를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원들은 무한 재활용이 가능하고 다양한 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 플라스틱을 공개했다. 이 팀은 높은 초기 비용에도 불구하고 플라스틱이 기존 플라스틱과 빠르게 경쟁할 수 있으며 시간이 지남에 따라 더 저렴해질 수 있음을 보여주는 광범위한 분석을 수행했다.

https://singularityhub.com/2021/05/03/infinitely-recyclable-plastic-could-help-solve-our-waste-crisis/

JM Kim | 기사입력 2021/05/05 [00:00]

[재활용플라스틱] 무한히 재활용 가능한 플라스틱은 우리의 폐기물 위기를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원들은 무한 재활용이 가능하고 다양한 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 플라스틱을 공개했다. 이 팀은 높은 초기 비용에도 불구하고 플라스틱이 기존 플라스틱과 빠르게 경쟁할 수 있으며 시간이 지남에 따라 더 저렴해질 수 있음을 보여주는 광범위한 분석을 수행했다.

https://singularityhub.com/2021/05/03/infinitely-recyclable-plastic-could-help-solve-our-waste-crisis/

JM Kim | 입력 : 2021/05/05 [00:00]

 

세상은 플라스틱으로 가득 차 있으며 그 이유 중 하나는 우리가 만드는 대부분의 폐기물을 재활용하기가 엄청나게 어렵기 때문이다. 하지만 새로운 연구에 따르면 "무한히 재활용 가능한"플라스틱은 현재 우리가 사용하고 있는 플라스틱에 대해 경제적으로 실행 가능한 대안을 제시한다.

 

미국의 평균적인 사람은 1년에 약 100kg의 플라스틱 폐기물을 생성하며 대부분은 곧바로 매립된다. 이 폐기물의 일부는 재활용을 위해 보내지지만 10% 미만은 한 번 이상 재사용되며 재활용된 플라스틱은 종종 품질 표준을 유지하기 위해 새 플라스틱과 혼합되어야 한다.

 

그 이유는 플라스틱을 녹이고 재 성형하는 과정에서 재료 특성이 크게 저하되기 때문이다. 또한 많은 플라스틱 제품에 안료 및 난연제와 같은 모든 종류의 첨가제가 첨가되어 있다. 이들은 녹을 때 함께 혼합되어 플라스틱의 품질을 더욱 떨어뜨린다.

 

이로 인해 연구원들은 훨씬 더 쉽게 재활용할 수 있는 새로운 플라스틱을 시도하고 설계하게 되었다. 2019년 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원들은 무한 재활용이 가능하고 다양한 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 플라스틱을 공개했다.

 

당시 재료의 경제적 생존 가능성은 알려지지 않았다. 그러나 이제 팀은 높은 초기 비용에도 불구하고 플라스틱이 기존 플라스틱과 빠르게 경쟁할 수 있으며 시간이 지남에 따라 더 저렴해질 수 있음을 보여주는 광범위한 분석을 수행했다.

 

연구자들이 디자인한 재료는 폴리 (디케토 엔 아민) 또는 PDK라고하며 다른 플라스틱과 마찬가지로 모노머라고하는 작고 동일한 분자에서 폴리머라고하는 긴 사슬로 구성되어 있다. 그러나 일반적인 플라스틱과 달리 PDK는 이러한 긴 폴리머 사슬을 산에 담그기 만하면 구성 모노머로 쉽게 분해될 수 있도록 특별히 설계되었다.

 

이러한 종류의 화학적 분해는 다른 플라스틱에서 시도되었지만 에너지와 탄소 배출 집약적인 것으로 입증되었기 때문에 단순히 플라스틱을 다시 녹여 재활용하는 것이 훨씬 더 일반적이다.

 

그러나 접근 방식은 기존 재활용 프로세스에 비해 분명한 개선이지만 PDK가 경쟁하는 것은 아니다. 플라스틱 폐기물에 움푹 들어간 부분을 만들려면 PDK가 기존 플라스틱을 처음부터 제조하는 것과 비용 경쟁력이 있어야 하는데, 이는 현재 재활용보다 훨씬 저렴하다.

 

재료가 어떻게 쌓이는 지 테스트하기 위해 연구원들은 연간 20,000 톤의 PDK를 생산하는 시설에 대한 상세한 시뮬레이션을 수행했다. 그들은 공장이 순전히 재활용 또는이 둘을 혼합하여 원료로부터 모든 플라스틱을 생산하는 다양한 시나리오를 조사했다. 그런 다음 비용이 얼마이고 그에 상응하는 평생 온실가스 배출량을 계산했다.

 

 

 

Science Advances의 한 논문에서 그들은 새로운 PDK를 생산하는 데 킬로그램 당 약 45달러의 비용이 들고 킬로그램 당 약 86kg CO2 상당량을 얻을 수 있다고 보고했다. 이는 두 가지 주요 기존 플라스틱 인 PET HDPE와 비교하면 그다지 잘 쌓이지 않는다. 둘 다 킬로그램 당 1달러 미만이고 각각 ​​2.73kg 1.9kg의 배출량을 발생시킨다. 그러나 분석은 또한 완전히 재활용된 PDK를 단 $1.50에 만들 수 있고 단 $1.6 킬로그램의 배출량 만 생성할 수 있음을 발견했다.

 

연구자들의 시사점은 PDK로 전환하는 초기 비용이 상당할 수 있지만 장기적으로는 특히 정부가 플라스틱 폐기물 및 온실가스 배출에 대해 더 엄격한 규제를 도입함에 따라 기존 플라스틱과 경쟁이 치열할 수 있다는 것이다.

 

분명히, 상당한 초기 비용은 대부분의 기업에 심각한 방해 요인으로 작용할 가능성이 높다. 그러나 분석은 PDK 제조를 위한 현재 프로세스를 기반으로 수행되었으며 여전히 최적화의 여지가 충분하다.

 

이 팀은 이미 플라스틱의 원료가 화학 공정이 아닌 유전공학 미생물에 의해 생산될 수 있다는 것을 확인했으며, 이는 가치 제안을 극적으로 바꿀 수 있다. 그들은 또한 이 분야에서 실험하는 유일한 사람들이 아니다. 작년에 Colorado State University의 한 팀이 무한 재활용 가능한 또 다른 플라스틱을 공개했다.

 

또 다른 문제는 전체 플라스틱 공급망이 전환할 때까지 일반 폐기물에서 PDK를 선택적으로 회수하면 상당한 추가 비용이 추가된다는 것이다. 이러한 이유로 연구진은 이 소재의 좋은 초기 시장은 소비자 가전 및 자동차와 같이 수명이 다하면 제조업체에 자주 반환되는 내구재가 될 것이라고 믿는다.

 

PDK가 일반 폐기물에서 재활용할 수 있도록 플라스틱 시장에서 충분한 비율을 차지하는 데 걸리는 시간은 예측하기 어렵지만 연구진은 생산량이 가상의 공장보다 10~100배 더 커야 한다고 추정한다. 분석에 사용한다. 이는 아직 먼 길이 있음을 시사하지만 이 새로운 분석은 플라스틱이 그렇게 더러운 단어가 아닐 수도 있는 미래로 가는 길을 가리킨다.

 

 

 

이미지 출처: Pixabay/ VIVIANE MONCONDUIT

 

 
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