산림청 국립산림과학원(원장 김용관)은 강원대학교 강명종 교수팀과 공동 연구를 통해 폐목재와 산림 부산물 등 목질계 자원을 활용해 친환경 바이오플라스틱의 핵심 원료를 생산하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이번 기술은 나무를 초임계수로 처리해 얻은 HMF를 차세대 바이오플라스틱 원료인 FDCA로 전환하는 공정으로, 연구팀은 수율과 효율을 높이기 위해 빛과 전기를 동시에 활용하는 ‘광전기화학 촉매’를 적용했다. 이 촉매는 기존 고온·고압 방식과 달리 상온과 낮은 전압에서도 반응이 가능해 공정 에너지를 크게 절감할 수 있다.

특히 FDCA 생산수율을 99.21%까지 끌어올리며 높은 효율성을 입증했다. 생산된 FDCA는 다른 원료와 중합해 기존 석유 기반 페트(PET)를 대체할 수 있는 친환경 고기능성 플라스틱 ‘페프(PEF)’로 활용될 수 있다.

FDCA는 플라스틱 용기뿐 아니라 자동차 부품, 의류용 탄성섬유, 산업용 코팅재, 접착제 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능한 핵심 원료로, 석유화학 제품을 대체할 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

또한 목질계 자원을 기반으로 한 FDCA 생산은 석유 원료 사용을 줄이고, 나무가 흡수한 탄소를 제품에 장기간 저장하는 효과가 있어 온실가스 감축과 탄소중립 실현에도 기여할 것으로 기대된다.

유선화 국립산림과학원 임산소재연구과 연구관은 “이번 연구는 해외 수입에 의존하던 바이오플라스틱 원료를 국산 산림자원으로 확보할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 기업과의 협력을 통해 기술 상용화를 앞당기겠다”고 말했다.