이산화탄소 포집해 촉매 반응
원료 전환 과정 없이 바로 생산
사용 용도 다양…그을음도 없어

김상우 LG화학 팀장이 이산화탄소 플라스틱 PEC에 대해 설명하고 있다. (사진=LG화학)

[내예기]는 내일을 예비하는 기업들을 소개하는 코너입니다. 시계 제로에 놓인 경제상황에서 차근히 미래를 준비하는 기업들을 다룹니다. 불확실성이란 이름 아래 전망은 힘을 잃고 있습니다. 이런 때일수록 필요한 것은 만반의 대비입니다. 그 진행 과정을 만나보시죠. 이번에는 이산화탄소를 직접 포집해 플라스틱으로 전환하는 기술을 독자 개발한 LG화학의 이야기입니다. <편집자주>

LG화학이 지난 3월 이탈리아 볼로냐에서 열린 세계 최대 화장품 박람회 ‘코스모프로프 볼로냐 2024’에서 이산화탄소로 만든 플라스틱 화장품 용기를 소개했다. 이 용기(PEC)는 공장에서 모은 이산화탄소를 활용한 것이 특징이다.

PEC(PolyEthylene Carbonate)는 이산화탄소(CO²) 플라스틱이다. 공장에서 포집한 이산화탄소와 산화에틸렌(Ethylene Oxide)이 촉매를 거치면 PEC가 된다. 이와 같이 이산화탄소를 직접 포집해 플라스틱 등 다양한 제품으로 만드는 기술을 CCU(Carbon Capture and Utilization)라 지칭한다.

문제는 지금까지 만들어진 이산화탄소 플라스틱 제품 대부분이 시장에 내놓을 수준이 아니었다는 점이다. 기존 플라스틱 제품과 비교해 상품성과 사업성이 떨어져서다. 하지만 LG화학이 개발한 이산화탄소 플라스틱은 다를 것으로 보인다. 원료 전환 과정 없이 바로 촉매와 반응시켜 제품으로 만들기 때문에 중간과정이 줄어 비용이 절감되며, 원료의 대량 확보도 용이하다.

이 때문에 LG화학은 현존하는 이산화탄소 플라스틱 중 가장 높은 생산성까지 확보했으며, PEC 제품 상업화가 눈 앞에 왔다고 판단하고 있다.

김상우 LG화학 팀장이 이산화탄소 플라스틱 PEC 연구시설 앞에서 제조공정 등을 설명하고있다. (사진=LG화학)
 

LG화학에 따르면, 탄소 중립에 기여하는 다양한 소재들이 있는데 이들 대부분은 제품화되기까지 여러 공정을 거쳐야 하는 것이 문제였다. 예를 들어 바이오 기반 플라스틱 소재의 경우 이산화탄소를 식물이 흡수하고 이를 전분화한 것을 다양한 공정을 통해 원재료로 만들고, 이를 다시 최종 플라스틱 제품으로 만들어야 했다. 이런 복잡한 공정과 달리 PEC는 이산화탄소에서 바로 전환되므로 제품화가 용이하다는 설명이다.

PEC는 사용 용도도 다양한 것도 장점이다. PEC는 유연성이 높고, 투명하며, 산소차단성도 높다. 이러한 특성을 감안하면 화장품 용기와 식품 포장재에 사용하기 좋으며, 다른 플라스틱 제품과 섞을 경우 부드러운 필름부터 단단한 케이스까지 다양한 용도로 활용할 수 있다.

이 밖에도 PEC는 여타의 다른 플라스틱과 달리 소각 시 그을음이 발생하지 않아, 대기오염 감소에 기여할 수 있다. LG화학은 미래에 이산화탄소 플라스틱 제품이 탄소를 순환시켜 중립으로 만들거나, 오히려 탄소를 줄이는 효과를 낼 것으로 기대하고 있다.

LG화학의 연구·마케팅 담당자가 CO2플라스틱으로 만든 화장품 용기를 들고있다. (사진=LG화학)
 

한편, 화장품 산업분야에서는 친환경 용기로 전환하려는 움직임이 확대되고 있다. 실제로 최근 EU의 탄소 국경세 도입 등 친환경 관련 법규 강화로 많은 글로벌 코스메틱 회사가 2030년까지 제품에 탄소발자국(Carbon Footprint)을 부착하며 재활용 플라스틱 사용량을 확대하겠다고 발표한 바 있다.

탄소발자국은 상품을 생산하고 소비하는 과정에서 발생하는 온실가스(이산화탄소) 총량을 나타내는 지표다.

LG화학 관계자는 CNB뉴스에 “이산화탄소를 포집해 만든 차세대 소재 PEC를 기반으로 화장품 고객사들과 파트너십을 강화하고 지구 온난화 방지에 기여해 나갈 것”이라고 말했다.

(CNB뉴스=김민영 기자)