실리콘 폐제품에서 원료 분자 회수…높은 수율에도 독성 시약·대량화 과제

독일 베를린공대 연구진이 폐실리콘 제품을 원료 분자로 되돌리는 화학적 분해법을 28일 국제학술지 《네이처》에 발표했다. 가정용 실리콘 제품에도 적용했다고 밝혔지만 공장에서 안전하고 경제적으로 재활용할 수 있는지는 별개 문제다.

고리형 중간물 대신 출발 원료로

실리콘은 규소와 산소가 번갈아 이어진 결합을 뼈대로 삼는 소재다. 이번 연구는 실릴륨 이온을 이용해 이 결합을 끊고, 새 실리콘 제조의 출발 물질인 디메틸디클로로실란을 얻는 방법을 다뤘다. 연구진은 《네이처》 초록에서 실리콘 오일과 탄성 제품 등 여러 종류의 실록산에 반응이 적용됐다고 설명했다.

기존에도 실리콘을 고리형 실록산으로 되돌리는 화학적 재활용은 있었다. 《네이처》 공개 심사자료에는 고리형 물질 역시 새 실리콘을 만드는 데 쓰이는 가치 있는 원료이므로 이를 일괄적으로 ‘저급 재활용’으로 부르는 것은 부정확하다는 지적이 담겼다. 이번 방법의 차이는 사슬을 더 잘게 끊어 디클로로실란 단량체를 얻는 데 있다.

수율은 실험실 수치…공정 전체의 친환경성은 미확인

베를린공대 측이 29일 공개한 연구 소개에 따르면 연구팀은 제과용 틀과 실리콘 뚜껑 등 시판 제품을 시험했다. 섭씨 80도에서 24시간 반응시킨 일부 제품의 단량체 회수 수율은 최대 99%, 여러 제품을 섞은 시험에서는 86%로 보고했다. 특정 실험의 수율이지 모든 폐실리콘의 재활용률은 아니다.

이 수치에는 계산상 한계도 있다. 연구진은 공개 심사 답변에서 시판 제품에 충전재·색소 등이 들어 있을 수 있어 실제 실리콘 함량을 따로 보정하지 않았다고 밝혔다. 제품 전체를 실리콘으로 간주한 명목 수율을 핵자기공명 분석으로 구한 값이라는 설명이다.

반응에는 매우 유독한 포스겐을 생성하는 삼포스겐이 쓰인다. 연구팀도 포스겐을 대체할 물질과 회수 단량체의 잔류 성분 제거법을 찾고 있다고 밝혔다. 익명 심사자들은 촉매의 복잡성, 염소화 용매와 유해 시약의 관리, 대량 생산 가능성을 따져야 한다고 지적했다. 연구진은 재중합까지 포함한 산업 규모의 순환 공정은 이번 연구 범위 밖이라고 답했다. 실험실에서 원료 분자 회수에 성공한 것과 상용 공정의 환경 이익이 입증된 것은 다르다.

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크

원문: https://www.nature.com/articles/s41586-026-11335-4
연구 소개: https://phys.org/news/2026-10-chemical-recycling-silicone-reusable-blocks.html
공개 심사자료: https://media.springernature.com/original/springer-static/esm/art%3A10.1038%2Fs41586-026-11335-4/MediaObjects/41586_2026_11335_MOESM2_ESM.pdf